反应中间体之间的吸附能线性标度关系限制了多步催化反应的性能。
有鉴于此,新加坡南洋理工大学Peng Chen、香港城市大学刘彬教授、南方科技大学王阳刚副教授等报道通过OER催化反应的催化活性位点的动态结构调控,实现了对标度关系的规避。
本文要点:
(1)
作者通过原位电化学活化,构筑Ni-Fe2模型分子催化剂,得到了优异的本征OER催化活性。理论计算以及电动力学研究结果表明,由于分子内质子转移导致的Ni-吸附剂之间的动态配位结构变化能够在催化反应过程中调节相邻Fe原子位点的电子结构。这种动态的双位点协同作用能够同时降低切断O-H键和生成O-O化学键过程的自由能变化,因此影响OER反应的本征标度关系。
(2)
这项研究不仅有助于分子水氧化催化剂的开发,而且为打破包含多个中间体的催化反应的标度关系提供一种新型范式。
参考文献
Zhang, Z., Zhao, H., Xi, S. et al. Breaking linear scaling relationships in oxygen evolution via dynamic structural regulation of active sites. Nat Commun 16, 1301 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55150-9
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55150-9