按照热力学原理，对于氧化反应或还原反应，阳极电位高于平衡电位或阴极电位低于平衡电位就应发生反应。实际上由于反应动力学的限制，氧化反应和还原反应速率均受到严重的制约。实际应用中则要求施加一个正得多的阳极电位或一个负得多的阴极电位，才能达到一个合理的电氧化或电还原的反应速率。因此要想提高反应效率，必须使用催化剂来加速其进程以满足工业生产实际的需求。电催化剂是电催化反应中的关键材料之一，其活性高低对电催化反应的速率和成本起着关键作用。电催化从Nikolai Kobozev于1936年提出之初，发展缓慢，直至20世纪60年代以后，在燃料电池需求的触动下才开始得以发展，近二十多年来得到了迅猛的发展。一方面，原位的表征技术，如电化学红外光谱、电化学拉曼光谱等的迅速发展，使得可以从分子水平层次认识在催化剂表面发生的分子吸附﹑成键﹑取向和解离等表面过程和反应的细节，推测电催化的反应机理，从而推动了固|液界面的电化学研究从宏观进入微观，从唯象进入原子和分子水平。另一方面，在催化剂的合成方面已经能够制备出小尺度载体纳米催化剂，并成功制备出具有开放结构的高活性和稳定性的高表面能纳米催化剂。对电催化剂的制备、电催化过程和反应机理的研究已经成为了电化学、表面科学、材料科学、纳米科学等交叉的前沿学科。应该指出的是，虽然电催化的研究已经发展到了一个新的阶段，并带动了相关基础理论的建立和完善，但还有待于在以下方面进一步深入研究：①发展先进的界面研究方法，如具有原位超快时间分辨率和空间分辨率的光谱技术，用以表征和评估纳米电催化剂，获得尽可能全面的表面过程和反应机理的信息，进而总结出规律性认识；②从单晶模型催化剂到可控纳米结构催化剂的设计和制备工作刚刚开始，如何将从单晶模型催化剂上获得的表面结构和其性能关系的知识应用于实际体系，设计和制备出符合特定电催化体系需求的可控纳米结构催化剂，特别是高表面能、高活性和高稳定性的纳米粒子催化剂仍然是巨大的挑战；③虽然经过改性和修饰及新材料的研制，碳载体的稳定性已经有所提高，但仍存在诸多问题，因此开发可替代性载体，如金属氧化物等仍具有潜在的发展前景；④在满足催化剂的活性、稳定性和耐久性的前提下降低铂金属的用量，是燃料电池商品化的关键问题之一。需要进一步开发新型催化剂，发展在实际运行条件下表征催化剂表面动态结构和催化性能的方法。 On3yGNPjH4iP6fmMHHozTkTHzp/RA0BtpAW25PnzFewPsVM2wWrjtT2eKCYYQl8q