模型电催化（Model Electrocatalysis）是近几年国际上提出的一个全新的催化研究领域。模型电催化旨在通过构建和研究简化的模型电催化剂，深入理解电催化反应的基本机制，从而为实际电催化剂的设计提供理论指导。
具体而言，模型电催化的研究方向可分为以下几个方面：构建模型电催化剂，如单晶、多晶、纳米粒子和薄膜等。探究反应机理，利用先进的表征技术（In-situ XPS、TOF-SIMS等），探究电催化反应各个基本步骤，包括吸附、解离、电子转移和脱附等，明确反应活性位点，全面了解反应循环过程。理论实践结合，通过构建模型电催化剂和探究反应机理，构建催化剂结构与性能之间的关系，结合理论计算和催化剂设计原则，指导高性能的电催化剂合成，实现规模化生产及工业应用。
图 1. NAP-XPS原位加热以原理示意图：（a）NAP-XPS原位台；（b）工作原理示意图
依托多样的表界面手段，模型电催化理论上可以实现原子层面的结构控制；原子层面的结构解析；精准的构效关系，从而更好的理解能源界面。模型电催化在多个关键能源和环境技术领域具有广阔的应用前景，如电催化制氢、二氧化碳还原、合成氨等。通过对电催化反应机制的深入理解，模型电催化为开发能够满足可持续能源系统需求的新一代催化剂奠定了理论基础。