利用可再生能源通过电解水有效地生产清洁能源,氢,将彻底改变能源格局。但是水电解槽阳极析氧反应缓慢,限制了整体效率。尖晶石氧化物因其成本低、活性高等优点而得到广泛的研究。过渡金属(TM)阳离子在八面体和四面体上的分布是控制尖晶石氧化物电子结构的重要变量,有鉴于此,新加坡南洋理工大学Zhichuan J. Xu等多团队合作,综述了TM几何效应对OER的影响。作者总结发现,八面体位点的主导作用是通过实验发现的,并通过计算研究加以解释。氧化还原活性TM位于八面体位置,保证了在OER条件下与氧的有效相互作用。此外,尖晶石中相邻的八面体中心协同作用促进了OER动力学。与之形成鲜明对比的是,尖晶石中孤立的四面体TM中心禁止双金属位点介导的OER。此外,各种尖晶石氧化物优先在表面暴露八面体所占的正离子,使反应物很容易接近八面体位点的正离子。最后,作者展望了未来在促进对尖晶石催化剂的基本认识和发展方面所面临的挑战。
Ye Zhou, Zhichuan J. Xu*, et al. Significance of Engineering the Octahedral Units to Promote the Oxygen Evolution Reaction of Spinel Oxides. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201902509
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902509