在中學的化學課本中我們便學習到， 純水的電導率太低， 因此純水電解非常困難。 要想實現電解水， 往往需要在水中添加氫氧化鈉、硫酸等電解質來提高導電性。
厲害的是， 南加州大學Wei Wu教授課題組遇到了一項突破常識的新發現：當使用納米間距電極電解水時， 即使是純水也可以有效的電解！
圖1. 純水電解原理示意圖
研究表明， 電極間距對電化學反應有本質的影響， 而這往往是其他研究所忽略的。
當電極間距小於溶液的德拜長度時， 正負極的雙電子層會交疊在一起。 不同于宏觀電極時體溶液無電場的情況， 納米間距電極下， 整個正負極之間全部是強電場。
圖2. 器件及原理示意圖， 以及電化學反應隨電極間距變化的相圖
該強電場顯著增強了溶液中的離子漂移速度， 並進一步促進了水分子的自偶電離（也即， 純水的等效電導率被顯著提高！但這有別于傳統的擊穿效應），
因此， 整個電解水的反應可以被大大加速；更重要的是， 即使是純水也可以實現有效電解！
圖3. 類三明治器件的工藝流程
研究人員採用三明治結構實現了納米間距電極。
其最小可控電極間距已經達到了37 nm， 遠遠小於純水的德拜長度（空氣中約為220 nm）。 測試結果顯示， 相同條件下， 純水的電解電流密度竟比1 mol/L的NaOH溶液的電流密度還要大！這充分說明純水的電解反應要遠快于添加了強電解質的電解水反應。
圖4. 純水電解測試結果， 證實了電子轉移步驟為控制步驟
圖5. 純水及氫氧化鈉溶液測試結果對比
研究人員不僅實現了純水的有效電解， 更提出了電極間距對電化學反應的本質影響， 為納米電化學的研究開闢了全新的思路，
Yifei Wang, Wei Wu et al. Field-Assisted Splitting of Pure Water Based on Deep-Sub-Debye-Length Nanogap Electrochemical Cells. ACS Nano, 2017.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b04038
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