催化剂的使用是促进锂氧（Li-O₂）电池中电极反应的关键。深入了解电极/电解质界面的纳米级催化作用对于指导功能优化催化剂的设计具有重要意义。

有鉴于此，中科院化学研究所万立骏院士，文锐研究员报道了利用电化学原子力显微镜对工作电池中纳米Au电极的界面演化进行了实时成像，揭示了Au的纳米结构与其对氧还原反应(ORR)/析氧反应(OER)的催化活性直接关系。

文章要点

1）原位观察表明，在较高的放电电压下，直径分别为~14 nm和~5 nm的纳米Au促进了大尺寸Li₂O₂的形核和生长，而直径为~15 nm的密集Au纳米颗粒在较低的充电电位下可以通过自上而下的方式催化放电产物Li₂O₂的完全分解。

2）Li₂O₂在不同纳米结构电极上的成核电位不同，会导致放电产物分布不均匀，在大放电率下放电产物分布不均匀，电池容量明显提高。

这些观察结果对纳米结构催化剂催化Li-O₂界面反应的机理和改进Li-O₂电池的策略提供了深刻的见解。

Zhen-Zhen Shen, et al, Surface Mechanism of Catalyst in Lithium-Oxygen Batteries: How Nanostructures Mediate the Interfacial Reactions, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c07167

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07167