电解分解水反应是实现具有非排放CO₂制氢技术的关键，但是目前人们对阳极产氧电催化剂在OER反应过程中的界面结构变化情况并不十分清楚，这严重阻碍了催化剂的优化。

有鉴于此，弗里茨·哈伯研究所Beatriz Roldan Cuenya、Arno Bergmann等报道通过Operando XAS光谱以及DFT计算，通过对精度达到1 nm的CoO_x(OH)_y纳米粒子在OER电催化反应过程中的结构变化情况实现定量研究。

本文要点

（1）

通过研究发现OER反应过程中，催化剂表面的Co-O化学键收缩效应，是导致小于粒径5 nm的CoO_x(OH)_y纳米粒子产生优异电催化活性的原因。发现催化剂纳米粒子表面的Co³⁺O₆结构发生氧化电荷累积，并且导致电子重新分布，主要的表面端基基团是氧自由基（oxyl radical）。

（2）

本文研究结果与人们普遍认为的高价态金属离子用于OER电催化反应的看法不同，展示了Operando光谱表征技术对于研究含氧催化剂的机理非常有用。

参考文献

Haase, F.T., Bergmann, A., Jones, T.E. et al. Size effects and active state formation of cobalt oxide nanoparticles during the oxygen evolution reaction. Nat Energy 7, 765–773 (2022)

DOI: 10.1038/s41560-022-01083-w

https://www.nature.com/articles/s41560-022-01083-w