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在電催化氧還原反應(yīng)（ORR）中，稀土（RE）基材料在能源轉(zhuǎn)換技術(shù)中極具應(yīng)用前景。然而，對RE在增強ORR中的催化作用的系統(tǒng)理解仍然有限。在此，南京師范大學(xué)Fu Gengtao、Wang Yu、福州大學(xué)Lu Xuefeng開發(fā)了一種新型的RE基催化劑，該催化劑由原子Co與Tb₂O₃偶聯(lián)組成(Co@Tb₂O₃)。

本文要點：

1) Co@Tb₂O₃具有優(yōu)異的ORR活性，起始電位和半波電位分別為1.02 V和0.85 V，這優(yōu)于Pt/C催化劑。X射線光電發(fā)射光譜顯示了Co 2p和Tb 3d/4d的結(jié)合能和半峰寬的電位依賴性位移，證明了ORR過程中氧中間體的成功覆蓋和轉(zhuǎn)化。

2) 理論計算表明，Co@Tb₂O₃通過Co3d-O2p-Tb4f的梯度軌道耦合賦予Co3d一個合適的能帶結(jié)構(gòu)，從而使Co位點與氧中間體之間的相互作用呈現(xiàn)σ/π鍵混合型，進而打破了*OOH和*OH的比例關(guān)系，使其更接近最佳條件。

參考文獻：

Xuan Wang et.al Terbium-induced cobalt valence-band narrowing boosts electrocatalytic oxygen reduction EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE02503A

https://doi.org/10.1039/D3EE02503A