
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:异质结构催化剂界面效应对电催化析氧反应的调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月29日 来源:Journal of Alloys and Compounds 5.8
编辑推荐:
这篇综述系统阐述了异质结构催化剂中界面效应(协同效应、晶格应变效应、内置电场BIEF)对电催化析氧反应(OER)的促进作用,揭示了通过电子结构重构、电荷转移动力学优化等机制突破单组分材料活性瓶颈的路径,为设计高效非贵金属(如过渡金属基)OER电催化剂提供了理论指导。
Mechanisms of oxygen evolution reaction
析氧反应(OER)作为四电子-质子耦合的复杂过程,其缓慢动力学导致实际所需过电位远高于理论值。该反应涉及O=O共价键形成及多步中间体吸附/脱附,是电解水制氢、锌空气电池等能源器件的关键瓶颈。异质结构催化剂通过界面电子再分布可优化d带中心位置,从而调控*OOH/*O等中间体吸附能,显著降低反应能垒。
Preparation methods of heterostructured catalysts
异质结构的构建方法涵盖原子层沉积(ALD)等自下而上策略,以及剥离重组等自上而下路径。例如,通过外延生长在NiFe-LDH表面构建CoP异质界面,可诱导界面处Fe3+的局域电子缺失,形成高活性Fe4+位点。
Interfacial effects for boosting electrocatalytic oxygen evolution reaction
界面效应通过三重机制提升OER性能:
Conclusion and perspectives
未来需解决界面动态演化过程的原位表征难题,并开发机器学习辅助的界面设计策略。通过耦合相工程与缺陷工程,构建具有梯度氧空位的Mo-doped Co9S8/Ni3S2异质结构,或可实现接近贵金属IrO2的OER活性。
生物通微信公众号
知名企业招聘