大多数电催化基础研究都是以块状模型材料的实验和计算结果为基础，这其中有些机理的理解中不适用于更具活性的纳米结构电催化剂。近日，阿德莱德大学乔世璋，Yao Zheng等研究了最简单和最典型的电催化过程，即析氢反应，基于新中间体的鉴定，提出了一种纳米材料的替代反应机理，该机理不同于通常的块体反应机理。作者在不同条件下，对一系列纳米材料进行了原位拉曼光谱和电化学热/动力学测量。研究发现，在块体相中水合氢（H3O+）浓度可忽略不计的高pH电解液中，水离解和氢吸附过程中，催化表面上会生成大量的H3O+中间体。这些H3O+中间体在纳米结构的催化表面上创建了独特的酸性局部反应环境，并削减了整个反应的能垒。在纳米结构电催化剂上观察到的这种现象解释了它们在高pH条件下广泛观察到的异常高活性行为。
Xuesi Wang, Chaochen Xu, Yao Zheng*, Shi-Zhang Qiao,* et al. Anomalous hydrogen evolution behavior in high-pH environment induced by locally generated hydronium ions. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12773-7
