了解控制銥基催化劑反應速率的主要因素是為質子交換膜電解槽中水氧化反應設計更好電催化劑的核心。近日，帝國理工學院Ifan E. L. Stephens、James R. Durrant、Reshma R. Rao、哥本哈根大學Jan Rossmeisl量化分析了氧化還原活性中心的密度，并使用操作時間分辨光譜探測它們在無定形IrOx和金紅石IrO2上的結合強度。
本文要點：
1) 作者通過在本征反應速率和能量之間建立了定量相關性發現，在水氧化電位下形成的吸附氧物種*O具有排斥性吸附質-吸附質相互作用。增加它們的覆蓋范圍會削弱結合作用，從而促進O–O鍵的形成，這是速率決定步驟。
2) 分析表明，盡管非晶IrOx具有更高的電流密度，但在給定電勢下，IrOx和IrO2上每個活性位點的本征反應速率是相近的。最后，作者提出了一個改進的火山圖，闡明了如何通過優化催化活性位點之間的結合能和相互作用強度來增加水氧化動力學。
Caiwu Liang et.al Unravelling the effects of active site density and energetics on the water oxidation activity of iridium oxides Nature Catalysis 2024
DOI: 10.1038/s41929-024-01168-7
https://doi.org/10.1038/s41929-024-01168-7
