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電解水反應過程生成的氣泡嚴重阻礙整個電催化反應的速率。因此如何改善電解水反應過程中的氣泡從電催化劑表面脫離有助于電催化反應。當浮力大于向下的作用力（這些向下的作用力包括接觸作用力、馬蘭戈尼(Marangoni) 應力(一種表面張力梯度所導致的力)、電力），單個氣泡才能夠從電催化劑表面脫離。

有鑒于此，特文特大學Dominik Krug、Aleksandr Bashkatov等報道系統的考察了一對Pt電極體系在0.5 M H₂SO₄酸性環境電催化過程中，電極距離和電極電勢對形成氫氣氣泡的影響。

本文要點

（1）

通過高速成像和電化學分析，作者發現氣泡-氣泡之間相互作用對于氣泡從電極表面脫離的重要作用。氣泡之間的合并能夠顯著提前氣泡從電催化劑表面脫離所需的時間，因此在給定過電勢表現更高的電催化反應速率。由于電催化反應持續不斷的傳質和動量守恒效應，當到達某個臨界電流（該臨界電流與電極間距的增加而增加），重復性的氣泡合并現象可能導致從電極表面脫離的氣泡返回電極表面。

（2）

從電極表面脫離的氣泡重新回到電極表面導致氣泡在電極表面恢復長大，隨后根據浮力規律從電極表面脫附。這種作用對于電極間距較寬的體系具有優勢，相比于單個電極，一對電極的電催化體系導致電流密度提高2.4倍。

參考文獻

Aleksandr Bashkatov*, Sunghak Park, ?ayan Demirk?r, Jeffery A. Wood, Marc T. M. Koper, Detlef Lohse, and Dominik Krug*, Performance Enhancement of Electrocatalytic Hydrogen Evolution through Coalescence-Induced Bubble Dynamics, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c02018

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02018