反應中間體之間的吸附能線性標度關系限制了多步催化反應的性能。
有鑒于此,新加坡南洋理工大學Peng Chen、香港城市大學劉彬教授、南方科技大學王陽剛副教授等報道通過OER催化反應的催化活性位點的動態結構調控,實現了對標度關系的規避。
本文要點:
(1)
作者通過原位電化學活化,構筑Ni-Fe2模型分子催化劑,得到了優異的本征OER催化活性。理論計算以及電動力學研究結果表明,由于分子內質子轉移導致的Ni-吸附劑之間的動態配位結構變化能夠在催化反應過程中調節相鄰Fe原子位點的電子結構。這種動態的雙位點協同作用能夠同時降低切斷O-H鍵和生成O-O化學鍵過程的自由能變化,因此影響OER反應的本征標度關系。
(2)
這項研究不僅有助于分子水氧化催化劑的開發,而且為打破包含多個中間體的催化反應的標度關系提供一種新型范式。
參考文獻
Zhang, Z., Zhao, H., Xi, S. et al. Breaking linear scaling relationships in oxygen evolution via dynamic structural regulation of active sites. Nat Commun 16, 1301 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55150-9
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55150-9