开发高性能的长寿命水氧化催化剂对于可再生能源转化为燃料仍然是个困难与挑战。立方体结构{Co4O4}复合物是具有前景的水氧化分子催化剂,这种立方体结构催化剂具有异相催化剂和均相催化剂的优势,具有类似生物的结构。但是许多簇催化剂用于OER需要将其固定的策略。
有鉴于此,苏黎世大学Greta R. Patzke等报道基于天然聚合物具有的稳定作用,开发了共价修饰{Co4O4}立方烷氧簇的导电聚合物作为OER催化剂。
本文要点
(1)
实用p型导电聚吡咯促进OER过程的空穴传输,因此比本征{Co4O4}或者异相Co氧化物具有更高的TOF。不对称配位{Co4O4}结构不仅能够避免催化剂分解,而且提高催化剂的效率。
(2)
这项工作通过不对称结构设计和固定在聚吡咯的策略,得到组成为{Co4O4}(OAc)(ppa)3(py)4的OER催化剂,Co4O4-ppa3,实验和理论你计算结果说明Co4O4-ppa3的不对称结构导致具有方向的活性位点,改善催化剂的稳定性。
参考文献
Li, S., Zhang, Z., Marks, W.R. et al. {Co4O4} Cubanes in a conducting polymer matrix as bio-inspired molecular oxygen evolution catalysts. Nat Commun 15, 8432 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52514-z
https://www.nature.com/articles/s41467-024-52514-z