通常半電池測(cè)試ORR催化反應(yīng)與選擇的電化學(xué)掃速有關(guān)，這限制了人們對(duì)ORR機(jī)理的理解，并且難以與Pt催化劑對(duì)比。有鑒于此，丹麥技術(shù)大學(xué)Benedikt Axel Brandes教授等報(bào)道Pt催化劑的本征催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與表面氧之間解耦。
本文要點(diǎn)
（1）
研究發(fā)現(xiàn)表面氧的電子效應(yīng)，~120 mV/dec的Tafel斜率，在900 mV的交換電流密度達(dá)到13±4 μA cm-2，活性達(dá)到7 mA/cm2。隨后，作者發(fā)現(xiàn)這種分析能夠用于表面重排、合金、擔(dān)載型Pt納米粒子等催化劑。通過(guò)這種方法能夠更加深入的理解半電池和全電池測(cè)試之間的差異。
（2）
作者通過(guò)理論計(jì)算研究中間體的結(jié)合能，發(fā)現(xiàn)配位數(shù)高的氧原子導(dǎo)致表面中間體的結(jié)合能降低。最后，得出ORR和OER反應(yīng)的唯象速率方程（phenomenological rate equation），發(fā)現(xiàn)ORR和OER反應(yīng)遵循相同的反應(yīng)機(jī)理。
參考文獻(xiàn)
Brandes, B.A., Krishnan, Y., Buchauer, F.L. et al. Unifying the ORR and OER with surface oxygen and extracting their intrinsic activities on platinum. Nat Commun 15, 7336 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51605-1
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51605-1
