阐明结构与性质的关系对于设计先进的电催化剂以生产过氧化氢（H₂O₂）具有重要意义。

近日，中科院宁波材料所陈亮研究员，陆之毅研究员报道了从理论和实验上发现，原子分散的Lewis酸中心（八面体M-O物种，M=铝(Al)，镓(Ga)）可调节相邻碳催化剂中心的电子结构。

文章要点

1）密度泛函理论计算表明，具有强Lewis酸性的八面体M-O调节了邻近碳位的电子分布，从而优化了反应中间体（*OH）的吸附和脱附强度。

2）实验结果显示，具有最强Lewis酸性的催化剂（原子分散Al的富氧碳，记为O-C(Al)）表现出极好的起始电位（在碱性和中性介质中，相对于可逆氢电极，0.1 mA cm^-2 电流下分别为0.822 V和0.526 V）。同时，在宽电压范围内具有很高的H₂O₂选择性。

本研究为电化学生产H₂O₂提供了一种高效、低成本的电催化剂。

Yang, Q., Xu, W., Gong, S. et al. Atomically dispersed Lewis acid sites boost 2-electron oxygen reduction activity of carbon-based catalysts. Nat Commun 11, 5478 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-19309-4

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19309-4