L. Shang, S. Xu, Y. Ni, Y. Lu, H. Li, K. Zhang, Z. Yan,* F. Cheng and J. Chen*. Structure Engineering Enabled O−O Radical Coupling in Spinel Oxides for Enhanced Oxygen Evolution Reaction. J. Am. Chem. Soc. ,2025, 147 , 37, 34169–34180. https://doi.org/10.1021/jacs.5c13198
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来源:功能材料与能源化学创新团队

时间:2026-10-15
开发具有高析氧反应(OER)活性和稳定性的具有成本效益的尖晶石氧化物催化剂对于推进可持续的清洁能源转换至关重要。然而,实际应用往往受到吸附质演化机制(AEM)固有的活性限制和与晶格氧机制(LOM)相关的稳定性限制的阻碍。在此,我们展示了Co1.5Mn1.5尖晶石氧化物相变引起的结构变化,这些变化产生了更活跃的八面体位点,位点间距离缩短。这种结构优化有利于直接的O-O自由基偶联机制,避免了*OOH中间体的参与,防止了活性位点的过度氧化,显著提高了OER的活性和稳定性。因此,优化的CoMn-400催化剂在0.1 M KOH中10 mA cm-2时的过电位为268 mV(商业RuO2为310 mV),在100 mA cm-2的电流密度下,在300小时的计时电位测试中保持可忽略的活性损失。这种简单的策略为过渡金属氧化物催化剂的设计提供了基本的见解,并为优化电化学能量转换开辟了新的可能性。

L. Shang, S. Xu, Y. Ni, Y. Lu, H. Li, K. Zhang, Z. Yan,* F.
Cheng and J. Chen*. Structure Engineering Enabled O−O Radical Coupling in
Spinel Oxides for Enhanced Oxygen Evolution Reaction. J. Am. Chem. Soc.
,2025, 147 , 37, 34169–34180. https://doi.org/10.1021/jacs.5c13198