近日，实验室敬登伟教授团队在能源与燃烧科学领域国际顶级综述期刊《Progress in Energy and Combustion Science》（PECS）发表题为“Bubble coalescence in electrochemical and photoelectrochemical water splitting: Fundamentals, transport coupling, and engineering implications”（电化学与光电化学分解水中的气泡聚并：基础机制、传递耦合及工程启示）的长篇综述论文。西安交通大学绿色氢电全国重点实验室博士研究生陆新龙为论文第一作者，敬登伟教授为通讯作者，西安交通大学绿色氢电全国重点实验为第一单位。

电化学与光电化学分解水是实现可再生能源高效转化与绿色氢能生产的重要技术途径。然而，电极表面持续产生并积聚的氢气和氧气气泡可能遮挡催化活性位点、增加离子传输阻力并影响局部传质过程，进而引入额外的能量损失。气泡聚并作为气泡演化过程中的关键环节，既可能通过界面能释放等机制促进气泡快速脱离，也可能导致气泡持续附着、加剧电极表面覆盖。如何揭示气泡聚并的跨尺度动力学机制，厘清其与界面传递及电化学性能之间的耦合关系，并实现气泡聚并行为的有效调控，是提高分解水制氢效率的重要科学问题。

针对上述问题，敬登伟教授团队系统梳理了电化学与光电化学分解水中气泡聚并的基础机制与研究进展，归纳了气泡聚并后的四类典型二元响应，包括表面钉扎滞留、贴附横向迁移、瞬态抬升后返回和完全脱离，及母气泡与气泡毯耦合的集体振荡生长行为。在此基础上，论文系统比较了纳米气泡、微米气泡及多气泡集体聚并过程中的能量转换机制与动力学特征，分析了界面能释放、气泡黏附、马兰戈尼效应及局部流体运动等因素对聚并后气泡行为的影响，系统阐释了气泡聚并动力学与电极表面更新、局部传质及电化学性能间的耦合关系。

图1. 电化学与光电化学分解水中气泡聚并的调控因素、动力学响应、界面传递耦合机制及性能优化策略示意图

围绕气泡聚并对电解水性能的影响，论文进一步从活性位点更新、聚并诱导微对流强化及界面覆盖率调节三个方面，系统分析了气泡聚并与界面传质及电化学性能之间的耦合机制，并总结了电解液离子特异性调控、气泡间相互作用设计、多尺度电极结构优化及超声辅助调控等策略，为促进气泡有效脱离、强化界面传质及优化电解水性能提供了研究思路。

图2. 面向高效分解水制氢的气泡聚并多维调控策略

该综述强调，气泡聚并并非天然有利或有害，其对分解水性能的影响取决于聚并后的具体动力学响应。通过合理调节气泡聚并行为，促进气泡有效脱离、电极表面更新及局部传质强化，有望降低气泡引起的额外能量损失。该工作系统梳理了气泡聚并从微观界面动力学到电化学性能的耦合机制，为高效电化学与光电化学分解水制氢系统的设计提供了理论参考和工程启示。

该研究工作得到国家自然科学基金项目（52536009、525B2100）及山西省重点研发计划项目（202302090301004）的支持。论文已在线发表，正式出版信息为《Progress in Energy and Combustion Science》2027年第118卷，文章编号101314。

《Progress in Energy and Combustion Science》创刊于1974年，是能源与燃烧科学领域具有重要国际影响力的权威综述期刊，影响因子为41.3，CiteScore为87.5。该刊坚持严格的选稿标准和“少而精”的出版理念，根据LetPub近12个统计年度的发文趋势数据，平均每年仅发表约27篇论文。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.pecs.2026.101314

课题组主页：https://gr.xjtu.edu.cn/jingdengwei/zh_CN/index.htm