可再生電能驅(qū)動(dòng)的電解水技術(shù)在清潔能源轉(zhuǎn)化和零碳排放的未來(lái)社會(huì)占據(jù)首要核心地位。
水分子在電催化反應(yīng)中起到多種作用，包括反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)物、修飾、促進(jìn)劑等。水的這些作用對(duì)傳質(zhì)、催化活性位點(diǎn)、中間體吸附、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等方面起到顯著影響，最終決定了催化劑的性能（包括活性、選擇性、穩(wěn)定性）以及器件的效率。在電催化反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域，在水-電極界面形成雙電層結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)水分子的理解和調(diào)控時(shí)電催化領(lǐng)域的關(guān)鍵課題，這促進(jìn)了這篇綜述的撰寫(xiě)。
有鑒于此，海南大學(xué)田新龍教授、湖南大學(xué)黃宏文教授、南京師范大學(xué)賴(lài)文川教授等綜述電催化反應(yīng)中的水分子起到的作用（water effect）。
本文要點(diǎn)：
（1）
首先，總結(jié)水分子的結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)環(huán)境下水分子的行為的基礎(chǔ)原理。隨后根據(jù)水分子在電催化反應(yīng)中的功能，以“水分子效應(yīng)”（water effect）進(jìn)行分類(lèi)討論。對(duì)水分子增強(qiáng)制氫/氫氧化、制氧/氧還原、CO2還原、N2還原、有機(jī)電催化等反應(yīng)的作用和功能的重要發(fā)展進(jìn)行展示。
（2）
最后，討論電催化領(lǐng)域水分子效應(yīng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)會(huì)。
參考文獻(xiàn)
Yuliang Yuan, Jin Li, Yiting Zhu, Yan Qiao, Zhenye Kang, Zhitong Wang, Xinlong Tian, Hongwen Huang, Wenchuan Lai, Water in Electrocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202425590
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202425590
