不可否认，电催化技术为未来的能源转换和存储技术提供了显著的改进，如燃料电池、水电解槽和金属-空气电池。催化表面和化学反应物之间的分子相互作用产生了催化剂活性和有效性之间的权衡，因此需要优化。在提高电催化性能时，原子表面结构的调整对于同时满足电催化活性和稳定性的要求至关重要。在脱合金双金属纳米粒子中，通过实验揭示了晶格应变对催化活性调节的影响，其中表面畸变对电催化剂的活性做出了重要贡献，这些电催化剂在不同的尺寸、表面缺陷浓度、形状、和研究环境下的原子组成。此外，富含金属的壳层在核-壳催化剂纳米颗粒中表现出压缩应变，导致金属电子能带结构特征发生变化，含氧物质的化学吸附减弱，催化剂活性调控机制发生变化。

有鉴于此，韩国浦项科技大学Jeong Woo Han等人，综述了应变工程在核壳结构、单原子催化剂、MOFs、二维材料、MoS₂、WS₂、合金和双金属中空纳米结构等多种形态上的应用效果。评估了表面变形和缺陷对界面电催化的实际和基本影响，包括氧还原反应 (ORR)、析氧反应 (OER) 和析氢反应 (HER)。

本文要点

1）电催化必将在未来的能源转换和储存技术中扮演重要角色，如燃料电池和水电解槽。化学反应物与催化表面之间的分子相互作用可以有效地控制催化剂的效率和活性。电子结构调整被认为是提高电催化活性的一种有效策略。应变工程被认为是通过改变原子间的距离来影响电子结构，有利于提高催化活性的一种有前途的方法。

2）研究发现，具有丰富高指数面 (HIF) 的周期性、凹面、空心 Pd-Au 纳米链观察到强应变效应，从而产生独特的表面电子结构。这种效应有利于破坏化学键，进而增加 ORR 活性。

3）几何相分析(GPA)进一步证实了凹面纳米链角的应变效应更强，而不是它们的弧形边缘。此外，L1₀-PtZn燃料电池阴极中PtZn NPs的无序有序(A1-L1₀)转变产生的双轴应变调节了表面Pt-Pt距离，优化了Pt-O结合，提高了ORR活性。在这种有序结构中提高的锌空位形成能解释了它们增强的稳定性。此外，合金效应和拉伸应变的协同耦合优化了中间产物的结合强度，从而在ORR过程中最大限度地提高PdFe合金的活性。

参考文献：

Sandip Maiti, et al. Engineering electrocatalyst nanosurfaces to enrich activity by inducing lattice strain. Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D1EE00074H

https://doi.org/10.1039/D1EE00074H