异相催化剂的表面应力被认为是调控催化活性的有力策略之一，深入理解两者的相关性对于开发高效的催化剂具有重要的意义。然而，当前纳米催化剂电催化活性评价主要基于复合电极，其结果包含了导电碳粉、粘合剂等添加剂的贡献。因此，有必要在单颗粒水平表征催化剂的本征催化活性并进一步建立本征构效关系。

近日，东华大学陈前进教授和中国科学技术大学曾杰教授合作，以具有相近几何尺寸、相同晶面的钯纳米晶八面体和二十面体为模型催化剂研究体系，采用自主开发的扫描电化学池显微镜技术（Scanning Electrochemistry Cell Microscopy, SECCM）实现了单颗粒水平的纳米晶表面应力与电催化析氢反应活性关系研究。

在这项工作中，作者首先合成了单分散Pd 八面体和二十面体并将其离散的分散在玻璃碳电极表面。利用扫描电化学池显微镜技术，实现单个Pd纳米晶表面电化学析氢反应的测量。基于单颗粒的HER极化曲线，计算得到电流密度和TOF值并获得统计结果，在–0.87 V vs RHE 电位下，Pd 八面体和Pd 二十面体HER平均电流密度分别为–1929 and –4002 mA·cm^-2，TOF值分别为4427 and 9178 s^-1，后者表现出更为优越的活性。进一步结合共定位的扫描电子显微成像（SEM），建立颗粒结构与本征活性的直接关联。

基于晶格参数和表面应力理论计算，Pd 二十面体（111）晶面中心区域存在明显的拉伸应力，而八面体表面没有应力。作者认为催化剂的这种局域应力是造成其更高HER活性的原因。该工作为表面应力与催化活性间的依赖性提供了直接的有利证据，并为广泛探究应力效应对电催化反应的调控提供了新的策略。