目前，尚不清楚缺陷结构在过渡金属化合物电催化动态OER反应过程中的作用。通过Operando表征技术研究缺陷电催化剂的构效关系，对于了解其内在反应机理和缺陷位的动态行为至关重要。研究表明，具有丰富氧空位（V_O）的Co₃O₄电催化剂能有效地催化OER。

有鉴于此，湖南大学王双印教授报道了通过构建纯尖晶石Co₃O₄和富V_O的Co₃O₄作为催化剂模型来研究缺陷机理，并通过不同的Operando表征来研究电催化OER过程中缺陷位的动态行为。

文章要点

1）Operando EIS和CV表明，在相对较低的外加电位下，V_O可以促进低价Co（Co²⁺，部分Co²⁺被V_O诱导以平衡电荷）的预氧化。这一观察结果证实了V_O在OER过程发生之前就诱导了V_O-Co₃O₄的表面重构。

2) 准Operando XPS和Operando XAFS结果进一步证明，V_O-Co₃O₄的氧空位首先被OH*填充，促进了低价Co的预氧化和中间体Co-OH*的重构/去质子化。

该研究工作通过观察缺陷电催化剂表面的动态演化过程，揭示了电催化过程中的真实活性中心和Co₃O₄中OER的动态缺陷机理。该发现将激励研究人员更多地关注缺陷电催化剂的动态行为。

Zhaohui Xiao, et al, Operando Identification of the Dynamic Behavior of Oxygen Vacancy-rich Co₃O₄ for Oxygen Evolution Reaction, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c00257

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00257