Nature Commun：Co的氧化态/自旋态影响酸性OER活性

纳米技术

2024-04-12

Co基催化剂是具有前景的能够替代Ir/Ru氧化物的酸性OER催化剂，但是人们对于酸性体系OER反应的机理和催化活性物种都不清楚。

有鉴于此，瑞士保罗谢勒研究所Jinzhen Huang、Emiliana Fabbri等通过表面敏感X射线吸收光谱和电化学分析测试的结合，解释Co基催化剂的酸性OER机理与表面氧化态/自旋态之间的关系。

本文要点

（1）

当表面只含有高自旋态Co^II时不表现催化活性，这是因为高自旋态Co^II不利于水分子解离生成Co^III-OH；当表面含有低自旋Co^III时，能够促进表面结构重构并且提高OER性能。

（2）

基于OER催化活性与Co氧化态/自旋态之间的关系，有助于理解Co催化剂在酸性OER催化反应中结构-性能之间的关系。酸性环境这种结构-性能关系在中性或碱性环境中并不存在。

这项研究有助于设计高活性酸性OER催化剂，而且有助于理解OER反应机理。

参考文献

Huang, J., Borca, C.N., Huthwelker, T. et al. Surface oxidation/spin state determines oxygen evolution reaction activity of cobalt-based catalysts in acidic environment. Nat Commun 15, 3067 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-47409-y

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47409-y