金属氧化物电催化析氧机理的研究进展

电解水制氢是风能、潮汐能、太阳能等可再生能源转换和存储的重要途径。受限于四电子缓慢动力学过程,析氧反应（Oxygen evolution reaction, OER）是水分解的瓶颈反应。高活性析氧电催化剂是实现高效电解水制氢的关键之一。自从20世纪电解水发展以来,金属氧化物由于具有较好的活性和稳定性,是研究最深入也是最有发展前景的一类低成本析氧电催化剂。对催化反应机理的认识是高效析氧电催化剂理性设计的前提和关键,开发高效稳定的析氧催化剂并阐明其反应机理是目前析氧电催化领域的热点课题。按照一般异相催化的机理范式,人们提出了传统吸附机理,并建立了相应的活性预测模型来指导催化剂的研究。然而随着研究的深入,基于传统催化机理的活性预测模型和描述符的局限性日趋显现,部分新型催化剂的高活性和动力学特征无法用传统机理模型进行解释,析氧催化剂的研究也由此遭遇瓶颈。近年来,得益于各种先进表征手段和理论计算的飞速发展,新型析氧电催化机理逐渐被发展,为下一代高性能电催化剂的指明了方向。目前提出的新型催化机理主要有：晶格氧机理、双位点协同耦联机理、质子受体机理。同时,近期在一些催化剂中影响催化剂稳定性的阳离子析...