電催化劑的整體性能主要取決于其中的活性位點、即對反應中間體具有最佳的吸附性能的(表面)原子的排列順序。活性位點的性質受許多因素的影響，比如表面配位、應變效應、配體效應、集團效應和電解質組成。因此，對于活性位點的研究要通過實驗和計算來進一步理解極化的固/液界面處的電化學反應過程，這就需要獲取在反應過程中催化劑原子級分辨率的表面形貌以及化學信息。透射電鏡(TEM)技術能夠在催化反應發生時對催化劑結構進行原位的研究。然而目前為止，用于這一目的透射電鏡具有一定的局限性（比如電子束能夠誘發某些材料變質）。作為另一種選擇，掃描探針顯微鏡(SPMs)和電化學掃描探針顯微鏡(EC-SPMs)也能夠在反應環境下對催化系統進行達到原子級分辨率的結構測量。通常情況下，電化學掃描探針顯微鏡技術可以為導電樣品提供電極/電解質界面固體側達到原子級分辨率的結構信息(電化學掃描隧道顯微鏡(EC‐STM)在表征半導電樣品時受到限制)。
這些電化學掃描探針顯微鏡技術包括電化學掃描隧道顯微鏡、電化學原子力顯微鏡(EC‐AFM)和掃描電化學勢顯微鏡(SECPM)。然而，這些技術通常不具備理想的化學靈敏度、超高分辨度的反應活性監測能力以及電極/電解質界面電解質側性質的探測的能力。但是，掃描電化學顯微鏡(SECM)技術是電化學掃面探針顯微鏡技術中的一個例外，這種技術可以獲取電化學反應中電極/電解質界面電解液側的信息。然而，掃描電化學顯微鏡技術的分辨率受掃描電化學顯微鏡探針尺寸和掃描電化學顯微鏡工作機理的限制。
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