第一作者：张龙程

通讯作者：徐梽川

通讯单位：南洋理工大学

论文DOI: 10.1021/acselectrochem.6c00297

2026年9月1日，新加坡南洋理工大学徐梽川院士在 ACS Electrochemistry 发表Perspective文章 “Cyclic Voltammetry versus Linear-Sweep Voltammetry: Rethinking Practices in Electrocatalyst Evaluation”。文章针对当前电催化领域高度依赖线性扫描伏安法（LSV）评价催化活性的现状指出：单条LSV曲线并不能证明催化剂处于稳定、可重复的工作状态，循环伏安法（CV）应成为电催化性能测试中的“状态验证”步骤。

一、研究背景

目前OER、HER、ORR、CO₂RR等电催化研究普遍利用LSV获得起始电位、η₁₀和Tafel斜率。然而，LSV本质上只是一次动态电位扫描，测得的电流可能同时包含催化反应、双电层充电、表面氧化还原、吸附/脱附以及催化剂重构等贡献，因此一条漂亮的LSV曲线并不一定代表真实、稳定的催化性能。

相比之下，CV同时包含正扫、反扫以及多圈循环，可以判断电极表面是否仍在发生变化，并验证体系是否达到循环可重复的工作状态。

二、CV和LSV到底差在哪里？

图1. 作者首先从测试原理出发比较LSV与CV。LSV只有单方向扫描，而CV具有正、反两个扫描方向和循环历史信息，因此能够进一步识别氧化还原峰、吸附/脱附、滞后以及界面变化。

图2. 单次LSV无法判断结果是否依赖扫描方向和初始表面状态。以Pt/C催化ORR为例，同一个催化剂在阳极扫描和阴极扫描时可表现出明显不同的活性。相比之下，多圈CV能够直接观察首圈与稳定后曲线的差异，从而判断催化剂是否已经达到可重复状态。

三、为什么单看LSV容易“高估”活性？

图3. 在电位扫描过程中，总电流并不等于催化电流，还包括双电层充放电产生的电容电流。尤其对于多孔、粗糙、高比表面积电极，在反应起始区域，电容电流甚至可能显著影响所谓的“onset potential”。

CV由于扫描方向反转，电容电流也随之反向，因此比单向LSV更容易识别这类背景贡献。

四、CV还能直接看到催化剂“变了没有”

图4. 很多电催化剂在工作过程中并不是静态材料。例如Ni基OER催化剂会经历Ni²⁺/Ni³⁺氧化还原以及Ni(OH)₂→NiOOH等结构变化；硫化物、磷化物、硒化物等预催化剂也可能在首圈扫描过程中重构为真正活跃的氧羟化物表面。

因此，首圈LSV测到的可能是“催化剂正在变”的电流，而不是稳定催化剂的真实活性。

五、CV不仅测活性，还能提供机理“指纹”

图5. 作者进一步展示CV在机理研究中的价值。例如，在芳基硫配体修饰Ag纳米立方体进行硝酸根还原的研究中，CV中NO₂⁻还原峰发生正移，可用于判断配体促进了NO₂⁻活化；此外，Pt(111)表面含氧物种转化以及Pt单原子催化剂的CO stripping峰位变化，也能够提供重要的界面化学信息。

六、作者提出：CV应该成为电催化测试的“标配”

图6. 作者总结了CV能够提供的六类关键信息，包括：

双电层电容、催化剂重构、相变、氧化态变化、循环失活以及表面吸附/脱附。

基于此，作者建议今后的电催化评价流程应更加规范：先通过多圈CV进行电极预处理，并确认连续至少数圈达到可重复状态；随后再从稳定后的响应中比较活性。对于严格的Tafel动力学分析，则更推荐采用恒电位/恒电流条件获得稳态数据，而不是直接从快速LSV中提取Tafel斜率。

七、总结

这篇Perspective传递了一个非常明确的观点：

电催化性能不应该建立在“一条LSV曲线”上，而应该建立在经过CV验证的真实工作状态上。

作者倡议将当前以“LSV为中心的活性比较”逐步转变为“CV状态验证 + LSV/稳态性能测试”的评价体系，从而减少瞬态电流、表面重构和测试历史造成的误判，提高不同实验室之间电催化数据的可靠性、可重复性和可比性。

徐梽川，南洋理工大学讲席教授、新加坡工程院院士、英国皇家化学学会会士、䇹政杰出贡献奖—优秀学者、2018-2025年全球高被引学者、南洋理工大学海洋能源和可持续发展卓越中心主任、先进催化科学与技术中心主任、欧洲氢能论坛国际委员；兰州大学学士、兰州大学博士学位、中国科学院物理研究所与布朗大学研究助理、纽约州立大学宾厄姆顿分校研究员、麻省理工学院研究员。徐梽川院士长期从事从事电化学、电催化原理、多功能材料设计合成及其在新能源领域的应用基础研究，曾获2019年国际电化学会（ISE）田昭武能源电化学奖等奖项，担任ECS新加坡分会主席。现任EES Catalysis, Applied Catalysis B: Environment and Energy, Materials Research Bulletin，Nano-Micro Letters副主编和Current Opinion in Electrochemistry的发展编辑，以及Chinese Journal of Catalysis,Small Science等期刊编委。

张龙程，四川大学博士，新加坡南洋理工大学博士后研究员。主要从事绿氢、绿氨及低碳化学品制造相关的电化学能源化工研究，重点聚焦电解水制氢、电化学合成氨、有机电合成及人工智能辅助催化材料设计。以第一作者或通讯作者在Nature Communications、Energy & Environmental Science、Angewandte Chemie International Edition、AppliedCatalysis B: Environment and Energy等国际期刊发表论文16篇以上。自2024年起连续入选全球前2%顶尖科学家榜单，并获国家博士后国际交流计划派出项目资助。主持国家自然科学基金青年科学基金项目、四川省自然科学基金青年项目、四川省博士后科研项目特别资助及成都市科技局项目等科研项目。现任《Nano Research Energy》期刊青年编委。

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