通过晶格氧的参与调节反应中心已被报道为降低析氧反应(OER)反应势垒的有效策略。然而,通过利用催化剂的内在特性来控制OER途径仍然是一项具有挑战性的任务。
有鉴于此,厦门大学孙毅飞副教授等人,采用钙钛矿镍酸盐(即NdNiO3(NNO)),建立了结构各向异性与OER催化机理之间的联系。
本文要点
1)结果表明,具有(100),(110)和(111)取向的NNO表现出相似的氧化态和金属-氧共价特征,但按照(100)>(110)>(111)的顺序具有明显的OER活性。
2)密度泛函理论(DFT)的结果证实了薄膜取向是反应机理的关键决定因素。(100)-NNO上的OER有利于通过晶格氧介导的机制(LOM)进行。相反,(110)-NNO和(111)-NNO上的反应遵循吸附物演化机理(AEM)。
3)各向异性氧空位的形成能和稳定性与反应机理和反应性能密切相关,这可以通过金属-氧键的价态来简要描述。
参考文献:
Meilan Peng et al. Structural Anisotropy Determining the Oxygen Evolution Mechanism of Strongly Correlated Perovskite Nickelate Electrocatalyst. ACS Sustainable Chem. Eng., 2021.
DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c00596
https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c00596