离子的路径受到生物和电化学中普遍存在的一个过程的强烈影响：离子需要重新组织它们的溶剂化壳，然后才能插入电池阴极、进入生化膜上的离子通道或在电催化剂表面吸附并转化为化学物质，比如绿色氢。
此前，弗里茨-哈伯研究所界面科学系的研究人员发现，界面离子溶剂化的动力学受活化熵和焓之间所谓的补偿效应控制。换句话说，随着离子前方山峰的海拔升高，可用的徒步路径数量增加，使得离子更有可能徒步前行。
为了得出这些结论，研究小组根据统计物理学和艾林-埃文斯-波拉尼方程解释了动力学，该方程是 1935 年过渡态理论的核心，由 1933 年之前担任 FHI 物理化学系主任的迈克尔·波拉尼共同开发。
如今，近 90 年后，界面科学系的研究人员能够以毫秒时间分辨率追踪过渡态理论的两个关键参数，即活化焓和活化熵。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
“我们的发现在许多基本层面上确实具有重要意义，”该研究的第一作者、玛丽居里博士后研究员 Francisco Sarabia 说。
“利用这种技术，我们可以直接了解发生在特定结构表面图案(例如台阶边缘或缺陷)上的氢氧离子的电吸附动力学，并展示它们与电催化剂动力学之间的关系。此外，我们研究了氨氧化反应过程中 Pt 表面的动态中毒行为及其对溶剂化动力学的影响。到目前为止，这种洞察力水平仍然完全隐藏。”