电催化剂的合理创新需要详细了解固体-电解质界面的空间特性变化。近日，弗里茨·哈伯研究所Christopher S. Kley利用原位导电原子力显微镜解析电催化剂-电解质界面的纳米电子转移变化。

本文要点：

1) 作者引入原子力显微镜（AFM），在原位和纳米尺度上同时探测用于CO₂电还原的铜-金双金属体系的电导率、化学摩擦和形态特性。在空气、水和碳酸氢盐电解质中，电流-电压曲线具有与局部电流对比一致的CuO_x电阻岛，而摩擦成像显示了从水到电解质变化时水合层分子顺序的定性变化，而多晶Au上的纳米级电流对比显示了电阻晶界和电催化钝化层区域。

2)水中的原位导电AFM成像显示了低电流的中尺度区域，并揭示了界面电流的减少并伴随着摩擦力的增加，从而表明了受电解质组成和离子种类影响的界面分子顺序变化。该发现提供了关于局部电化学环境和吸附物种如何影响界面电荷转移过程的见解，并能够在催化和能量转换研究中建立原位结构-性质关系。

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Martin Munz et.al Nanoscale Electron Transfer Variations at Electrocatalyst–Electrolyte Interfaces Resolved by in Situ Conductive Atomic Force Microscopy JACS 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c12617

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c12617