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理解與調節高儲量的電催化劑在酸性體系的穩定性是質子交換膜分解水電解槽的關鍵。MnO₂作為一種具有前景的酸性OER催化劑，面臨著容易過度氧化的問題以及反應機理不明確的問題。

有鑒于此，北京化工大學邵明飛教授、周華副教授等報道γ-MnO₂的晶格氧通過Mars-van-Krevelen機理參與OER反應。

本文要點：

（1）

通過與理論計算結合，發現釋放晶格氧能夠降低Mn溶解的能壘，使得電極具有持久性。基于這項研究發現，提出了改善晶格氧穩定性的機理，將OER反應替換為葡萄糖氧化生成甲酸，阻止Mn過度氧化，這個葡萄糖氧化反應遵循Langmuir-Hinshelwood機理。

（2）

因此，γ-MnO₂催化劑的穩定性提高1100倍，使得穩定時間長達960 h。此外，在PEM電解槽中和40 A電流，以487.1 mmol h^-1的速率生成甲酸，以16.7 L h^-1速率生成H₂。

這個反應策略實現了一種符合可持續發展要求和大規模將水和生物質轉化為高附加值化學品和燃料的技術。

參考文獻

Yingjie Song, Jialong Qian, Shengnan Li, Ziling Zhao, Hongwu Cheng, Kang Zou, Zishan Han, Zhenhua Li, Hao Li, Hua Zhou, Mingfei Shao, Stabilizing Lattice Oxygen to Enable Durable MnO₂ Electrocatalyst for Simultaneous Acidic Hydrogen Production and Biomass Valorization, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202502847

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502847