Chem. Soc. Rev.:氧析出电催化剂的设计基础
北2北
电力驱动的水分解反应能够将电能以氢气的形式储存起来。氧析出反应(OER)作为电驱动水分解的一个半反应，受限于其迟滞的反应动力学而成为了限制整个四电子分解反应动力学的瓶颈。发展廉价可靠的OER电催化剂是解决水分解中效率问题的关键。不过，电催化剂的设计要以OER反应的电化学原理以及反应过程中的过电势来源为依据。近日，新加坡南洋理工大学的Zhichuan J. Xu等对OER电催化剂的设计原理以及相关的实验进展进行了总结。
本文要点
1） 文章从实验和理论两方面对近年来有关OER反应电催化剂的相关工作进行了梳理，这其中既包括传统的吸附体演化机制（adsorbate evolution mechamism, AEM），也包含了新型的晶格氧介导机制（lattice-oxygen-mediated mechanism, LOM）。
2） 作者首先讨论了传统AEM机制与其相关反应在不同反应中间体条件下的关系。作者介绍了提高AEM反应机制的本征活性以及相关描述指标的方法。尽管AEM的相关反应能够帮助人们快速地进行电催化剂的筛选，但是所得到的电催化剂的催化活性却不尽相同。
3） 随后，作者介绍了如何规避AEM反应机制的局限性，这其中包括对HOO*反应中间体进行稳定化、对质子受体进行官能化以及利用晶格氧介导机制等策略。这些方法有助于打断HOO*和HO*两种反应中间体之间的关联，因而能够有效改善反应动力学并降低OER反应的过电势。
4） 作者在文章最后探讨了OER反应电催化剂设计中仍然存在的问题和挑战并对该领域在未来的发展提供了一些建议
。
JiaJia Song et al, A review on fundamentals for designing oxygen evolution electrocatalysts, Chemical Society Reviews, 2020
DOI: 10.1039/c9cs00607a
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/cs/c9cs00607a?page=search