合理地評估電化學水分解的性能

據MaterialsView報道：電化學水分解包含電化學產氫（hydrogen evolution reaction）和產氧（oxygen evolution reaction）這兩個基礎反應。該領域中，基於電極宏觀麵積的電流密度10 mA cm-2 geo是一個非常重要的性能指標。幾乎所有的科研論文都要用達到10 mA cm-2 geo時所需的過電勢（η@10 mA cm-2 geo）來評價電化學產氫或產氧催化劑的性能。那麼這個標準究竟源自何處，η@10 mA cm-2 geo的實際意義是什麼
，它又是否可以合理地反映催化劑的本征活性
？

近期
，新加坡南洋理工大學徐梽川課題組對η@10 mA cm-2 geo這個參數的來龍去脈以及適用範圍進行了簡要刨析。10 mA cm-2 geo源自於人工光合作用領域（artificial photosynthesis）。10%的光能-氫能轉化率是開發人工光合作用器件的標杆，而這一轉化率恰恰對應著～10 mA cm-2 geo這一電流密度。由於電化學水分解是人類實現人工光合作用藍圖的重要組成部分，10 mA cm-2 geo亦被用於評估電化學水分解的器件性能。但是，η@10 mA cm-2 geo並不能體現出催化劑的本征活性。原因之一是η@10 mA cm-2 geo很大程度上是由催化劑的負載量決定。放很多催化劑在電極上，η@10 mA cm-2geo自然就小。第二個原因是，基於電極宏觀麵積的電流密度10 mA cm-2 geo忽hu視shi了le電dian化hua學xue催cui化hua是shi一yi個ge表biao麵mian過guo程cheng。催cui化hua劑ji的de本ben征zheng活huo性xing應ying該gai由you一yi個ge基ji於yu催cui化hua劑ji表biao麵mian的de參can數shu來lai體ti現xian
，例li如ru活huo性xing位wei點dian的de數shu量liang或huo者zhe催cui化hua劑ji的de表biao麵mian積ji。

因此，基於電極宏觀麵積的電流密度10 mA cm-2 geo適shi用yong於yu評ping價jia電dian解jie水shui器qi件jian的de性xing能neng，而er不bu適shi用yong於yu評ping價jia電dian極ji上shang所suo負fu載zai催cui化hua劑ji材cai料liao的de本ben征zheng活huo性xing。在zai涉she及ji到dao研yan究jiu催cui化hua劑ji本ben征zheng活huo性xing的de時shi候hou
，例li如ru當dang我wo們men試shi圖tu解jie釋shi為wei什shen麼me不bu同tong的de催cui化hua劑ji擁yong有you不bu同tong活huo性xing的de時shi候hou
，基ji於yu活huo性xing位wei點dian數shu量liang或huo者zhe催cui化hua劑ji表biao麵mian積ji的de電dian流liu密mi度du才cai是shi合he理li的de評ping價jia標biao準zhun。當dang然ran，高gao效xiao的de電dian解jie水shui器qi件jian才cai是shi這zhe一yi研yan究jiu領ling域yu的de終zhong極ji應ying用yong目mu標biao。相關評論性綜述文章發表在Small Methods（DOI: 10.1002/smtd.201800168）上。