電催化氣體析出反應(yīng)常常導(dǎo)致電極表面被氣泡覆蓋，阻礙了物質(zhì)向活性位點(diǎn)的傳質(zhì)。在實(shí)際的高電流密度條件下，這一問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致電池突然失效。
有鑒于此，湖南大學(xué)何勇民教授、南洋理工大學(xué)/新加坡國(guó)立大學(xué)劉政教授、南洋理工大學(xué)Zhengyang Zhang、南京航空航天大學(xué)張助華教授等報(bào)道開(kāi)發(fā)了一種基于片上微電池的全內(nèi)反射熒光顯微鏡技術(shù)對(duì)小于50 nm的氣泡原位成像，動(dòng)態(tài)檢測(cè)HER反應(yīng)過(guò)程中氣泡的成核情況。
本文要點(diǎn)：
（1）
這項(xiàng)研究以Pt界面金屬層-石墨烯作為模型體系，研究表明，界面金屬層與石墨烯之間強(qiáng)大的結(jié)合能（從金屬-載體間距減少，以及電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng)的現(xiàn)象得以體現(xiàn)），因此相比于Pt-石墨烯體系具有更低的能壘，促進(jìn)了H從Pt向石墨烯載體的溢流。
這導(dǎo)致氣泡的成核位點(diǎn)在空間上離開(kāi)Pt表面，顯著提高催化活性，通過(guò)微電池和聚合物電解質(zhì)膜電池實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證這個(gè)現(xiàn)象。
（2）
這項(xiàng)研究的研究結(jié)果為控制氣泡的成核，以及設(shè)計(jì)傳質(zhì)阻力最小的電催化界面提供思路。
參考文獻(xiàn)
Guo, S., Yu, M., Lee, JK. et al. Separating nanobubble nucleation for transfer-resistance-free electrocatalysis. Nat Commun 16, 919 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55750-5
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55750-5
