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电催化与传统的催化有什么不同

我们的答案简单直接明了，没啥不同。电催化，你可以把它理解为电化学学科的其中一个分支，也可以把它理解为催化的一个电应用。不管是电化学在催化中的延展，还是催化在电化学领域的应用，催化的本质不变，电催化与催化中的机制是一样的。

催化的本质是什么？就是改变化学反应的动力学速率，或者加快，或者减缓。注意同时也要牢记不改变化学反应的热力学平衡，化学发生能否主要受热力学平衡限制，也就是吉布斯函数变。这一点好多人时间长了就忘了。许多化学反应尽管在热力学上是可行的，但是却不能以显著的反应速率进行，必须是使用催化剂来降低自身的反应活化能提高反应速率。催化反应仅仅改变体系的反应路径，如下图的过渡态理论所描述：没有催化剂的时候，化学反应的活化能远远高于有催化剂时的活化能，但加入催化剂就能改变反应历程。比如没有催化剂可能反应历程仅仅4步，加入催化剂后，可能历程就变为7步。虽然活化能低了这么多，但是化学反应速率可能增加高达十次方倍呢。最典型的就是合成氨，不加铁系催化剂可能几万年都不反应，可是加一点催化剂，就创造了合成氨工业呢。这有些类似我们的工作，目标恒定，不会因为什么而改变。但是有些人可能容易完成，有些人可能是真难呢。而催化剂就是工作中的沟通、工具、咨询、查阅文献、经验等措施。

以上是催化的含义，再回到电化学。同理在电化学中也是如此。电催化主要是通过催化剂制作为电极或者电极表面修饰催化剂材料提高化学反应速率。电化学的反应速率除了与催化剂的活性有关外，还与固体/液体界面的电场分布电解质有关。所以催化剂只是提高电化学反应速率的其中一个因素，切记在研究电催化体系的时候把焦点集中在催化剂。而能够影响电场分布的就包括电极电势。既然是催化反应，所以化学反应历程一般至少两个，其中包括分子或者离子的吸附。下面举例一些工业上常见的电催化体系：

1、氯碱工业，通入饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气，槽电压一般是3-4.5V，阳极催化剂一般是Ti基负载Co、Sn、Pt、Pd等过渡金属的复合催化剂，阴极催化剂用的是过渡金属的复合催化剂。

2、燃料电池，燃料电池最好的催化剂是Pt，Pd，Pt-Co合金等等，在电催化体系中催化剂的几何尺寸对催化剂的性能有着显著的影响。

3、有机小分子氧化，CO分子的氧化，甲醇与甲酸的氧化，有机氟化物的氧化。比较好的催化剂是Pt，纳米型Pt催化剂，Pt-Ru合金等等。

4、光催化，比较流行的方向是光催化制氢，比较流行的催化剂是TiO2、CdS、ZnO等等。