析氧反應 (OER) 是各種電化學能量轉換系統的基石過程，對于全球追求碳中和至關重要。然而，其多步質子-電子轉移過程的緩慢動力學需要高超電勢，導致相當大的能量效率低下。
近日，山東大學Kepeng Song，Jian-Jun Wang 探討了在析氧反應(OER)過程中催化劑動力學和反應途徑之間錯綜復雜的相互作用，強調了原子水平和局部配體結構洞察在制備高活性電催化劑中的重要性。
文章要點
1）研究人員利用定制的離子交換反應和電化學動態重構，設計了一種新的催化結構，其特征是單個Ir原子錨定在NiOOH上(Ir1@NiOOH)。這一新的方法包括用Ir戰略性地取代Fe，促進硒預催化劑向活性(氧)氫氧化物的轉變。
2）這種元素取代促進了O2p帶的上移，并增強了金屬?的氧共價性，從而改變了OER機制，使活性增強。原位差示電化學質譜(DEM)證實了NiOOH由單金屬位機制(SMSM)向雙金屬位機制(DMSM)的轉變，并得到了理論上的支持。
3）值得注意的是，Ir1@NiOOH電極表現出了優異的電催化性能，在10和1000 mA cm?2電流密度下，分別達到了142mV和308 mV的過電位，為OER的電催化樹立了新的基準。
參考文獻
Zhao-Hua Yin, et al, Ir Single Atoms Boost Metal?Oxygen Covalency on SelenideDerived NiOOH for Direct Intramolecular Oxygen Coupling, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.3c13746
