近日，化工生物学院特聘研究员陈前进课题组在国际化学类期刊《美国化学会物理化学快报》（The Journal of Physical Chemistry Letters）发表题为 “电解析气反应中微纳气泡的单实体电化学”（Single-Entity Electrochemistry of Nano- and Microbubbles in Electrolytic Gas Evolution）的评述文章。陈前进研究员为本文的第一作者，化工生物学院硕士研究生赵骄为论文的第二作者，东华大学为通讯单位。

气泡现象广泛存在各类电化学过程中，比如电解水、氯碱工业、以及光电水分解。电解产生的气体分子从高度过饱和的溶液中成核形成纳米气泡并附着在电极表面。这些纳米气泡占据着催化活性位置并钝化电极，从而增加过电位，降低能量转换效率。因此深入理解微纳气泡对电极过程以及界面物质传输的复杂影响对合理设计高效电解能量转换装置的具有重要意义。

 (单个纳米气泡电化学测量示意图)

在这篇评述中，陈前进课题组总结了电极表面微纳气泡单实体电化学测量的最新研究进展，主要包括了三种不同的纳米气泡电化学研究方法，即基于金属纳米圆盘电极伏安法和恒电流法的单个气泡电化学研究；可提供空间分辨信息的扫描探针电化学方法；可实时监测纳米气泡形成和动态行为的超分辨光学成像。重点讨论了单个纳米气泡的异相成核行为、气液固三相界面的微观稳定机制以及气泡动态行为与催化剂产气反应催化活性关联等内容。

在论文的展望部分，作者讨论了现有微纳米气泡电化学测量方法的优势和局限性，并提出了该研究领域目前的挑战和未来前景。最后指出，由于纳米气泡的成核及动态行为与电极界面的微观几何结构有密切关系，研究人员在利用纳米气泡动态行为关联纳米催化剂产气催化活性的研究中，需要排除催化剂自身结构对气泡动态行为的影响。

(基于扫描电化学池显微镜方法的单气泡电化学测量)

该论文获得了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.2c01388

课题组链接：https://www.x-mol.com/groups/qianjinchen2105