金属水腐蚀是现代社会的一个主要经济问题。令该领域几代科学家困惑的一个现象是所谓的反常析氢现象：镁在缺电子（阳极）条件下剧烈溶解，同时伴有强烈的析氢，这是阻碍镁技术发展的一个关键机制。实验研究表明溶液中存在单价镁，但这些发现在很大程度上被忽视了，因为它们违背了作者对化学的常识，也避开了直接的实验观察。马普所（Max-Planck-Institut）Stefan Wippermann团队利用在受控电位条件下对固液电化学界面的从头计算描述方面的最新进展，描述了在阳极条件下镁原子从扭结镁表面溶解的完整反应路径。作者的研究揭示了一种溶解的[Mg+2+(OH)-]+离子复合物的形成，对传统的 Mg2+ 离子形成假设提出了挑战。这一见解为假定存在（库仑）单价镁离子以及通常在阳极/氧化条件下形成的氧化物/氢氧化物保护层的缺失提供了直观的解释。这种意想不到的、非常规的反应机理的发现对于确定新的防腐蚀策略至关重要，并且可以应用到其他金属中。
图1. 反应途径（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图2. 水合离子层的形成 （图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图3. 镁溶解的不同途径（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
图4. 反应模型（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
Florian Deißenbeck, Sudarsan Surendralal, Mira Todorova, Stefan Wippermann*, Jörg Neugebauer. Revealing the Reaction Pathway of Anodic Hydrogen Evolution at Magnesium Surfaces in Aqueous Electrolytes. J. Am. Chem. Soc., 2024, https://doi.org/10.1021/jacs.4c10086.
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