深入研究析氧反应（OER，即电催化水分解反应的一半）的机理，已被证明是非常具有挑战性的。最大的困难是如何在实验中了解用于促进OER的电催化剂的活性部位。数十年的研究表明，多种过渡金属氧化物对OER具有特别高的催化活性。不幸的是，对于几乎所有这些材料，金属氧化和OER都在相近的电位发生。因此，催化剂的表面形貌和电子结构在反应条件下会不断演化。因此，要获得对此类材料上的OER机制的准确了解，就需要一种工具，该工具可以在空间上解析OER活性的特征。

有鉴于此，德国马普学会弗里茨哈伯研究所的R. Kramer Campen等人，使用二次谐波显微镜和电化学方法表征了多晶金工作电极上OER活性的空间异质性。

本文要点

1）采用二次谐波显微镜（SHM）在反应条件下对两个不同的金电极成像，因为金被氧化并且产生了气泡。SHM是一种具有表面特异性的非线性光学技术，根据其对称性选择规则:在这里探测具有特异性的表面介电功能。这种表面特异性使得其对表面过程具有固有的敏感性，并能通过Au/电解质界面对显微镜焦平面进行精确校准，这在线性光学方法中是不可能的。

2）在反应条件下在Au电极上使用SHM，发现在中等阳极电位下电极的OER活性占比小于表面积的1%，OER活性达到高度局部化，并发生在两种不同类型的活性区域中。

3）第一种类型的活性位点是在OER起始电位为正时观察到的，并且在重复的电位循环过程中相对于表面原子重建是稳定的。第二种类型的活性位点是在OER起始电位为负时观察到的，并且在电位循环过程中相对于表面原子重建而言是不稳定的。

参考文献：

Gregor Zwaschka et al. Imaging the Heterogeneity of the Oxygen Evolution Reaction on Gold Electrodes Operando: Activity is Highly Local. ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.0c01177

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c01177