有目的地改变析氧反应（OER）的速率决定步骤(RDS)仍然是提高电化学水分解的能量效率的主要挑战。

近日，上海高压科学技术研究中心Hengzhong Zhang制备了六种具有代表性的层状MPT₃型催化剂，并研究了它们的OER催化活性与阳离子/阴离子复杂性的关系。

文章要点

1）电化学测试表明，它们的OER活性依次为FePS₃，FePSe₃，FeP(S,Se)₃，(Ni,Fe)PSe₃，(Ni,Fe)PS₃，(Ni,Fe)P(S,Se)₃。

2）微观动力学模拟表明，这种有序性是由于RDS在前五种催化剂上形成M-O*物种的动力学速率常数依次增加，以及RDS改变为在(Ni,Fe)P(S,Se)₃催化剂上形成M-OHO*物种所致。

3)观察到的催化活性可以用密度泛函计算的OER“火山”图的左支很好地解释。特别是，(Ni,Fe)P(S,Se)₃具有接近最佳的OER活性描述符值(1.5 eV)，这是因为它具有非常高的催化活性。

4）研究还发现，OER活性描述符与MPTC复杂性指数成正比，MPTC复杂性指数由总的金属-S/Se键组成，这使得仅根据催化剂的化学组成而不是昂贵的密度泛函计算来预测催化活性是可能的。这一发现将大大加快未来催化剂的发现。

参考文献

Weiwei Li, et al, Expediting Oxygen Evolution by Optimizing Cation and Anion Complexity in Electrocatalysts Based on Metal Phosphorous Trichalcogenides, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214570

DOI: 10.1002/anie.202214570

https://doi.org/10.1002/anie.202214570