电催化气体释放反应通常会导致表面覆盖气泡，阻碍向活性位点的质量转移。在实际的高电流密度条件下，这一问题会更加严重，并可能导致电池突然失效。

在此，南京航空航天大学Zhuhua Zhang，南洋理工大学Zhengyang Zhang，Yongmin He，湖南大学Zheng Liu开发了一种基于片上微电池的全内反射荧光显微镜，能够在 50 纳米以下对气泡进行原位成像，并在氢气释放反应过程中动态探测气泡的成核。

文章要点

1）使用铂-界面金属层-石墨烯作为模型系统，研究人员证明了界面金属层和石墨烯之间的强结合能（由减小的金属-载体距离和增强的电荷转移证明）促进了氢从铂溢出到石墨烯载体，这是因为与铂-石墨烯系统相比，能量屏障较低。

2）这导致气泡成核与铂表面在空间上分离，显著增强了催化活性，这在微电池和聚合物电解质膜电池实验中都得到了证实。

研究结果为气泡成核控制和最小化转移阻力的电催化界面设计提供了见解。

参考文献

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://doi.org/10.1038/s41467-024-55750-5