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[转载]AMR Account |哈尔滨工业大学徐平教授、宋波教授团队:过渡金属氧化物基电催化剂增强析氧反应的调控策略

已有 2520 次阅读 2022-10-9 11:09 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

9月26日,哈尔滨工业大学徐平教授、宋波教授团队的AMR述评文章“Regulation Strategy of Transition Metal Oxide-Based Electrocatalysts for Enhanced Oxygen Evolution Reaction”在线发表。文章重点讨论了过渡金属氧化物(TMO)基电催化剂增强析氧反应(OER)的调控策略、调控机制和最新进展,包括缺陷工程、表面重构、相工程、界面工程和外场辅助。同时,还指出了目前在提高TMO基电催化剂OER活性方面尚未解决的挑战,并提出了可能的解决方案。

过渡金属氧化物(TMO)基材料因其制备简单、成本低廉以及耦合金属之间的协同作用等优势,其作为OER电催化剂备受关注。然而,进一步提高TMO基催化性能遇到来自调控策略的瓶颈。通常,TMO基电催化剂的调控策略可分为三个不同的水平。(1)对于块体TMO电催化剂,减小粒径会产生更多的催化活性位点,这通常被作为增强整体催化活性的基本方法。然而,单纯减小粒径对催化性能的促进作用有限,因为单个位点的内在活性仍然很低。(2)为了进一步提高TMO的催化活性,提出了中等尺度调控策略,通常涉及活性位点嵌入的界面优化,包括表面重构、异质结构构建和相工程。(3)除了界面调控外,更显著的调节策略侧重于提高原子级的催化性能,如杂原子掺杂、缺陷工程等。除了对电催化剂本身的调控外,最近的研究表明,通过外场与活性位点的耦合,也可以操纵TMO基电催化剂的催化性能。这些策略都将为基于TMO的电催化剂的基本研究和实际应用提供相当大的机会。

本篇述评文章深入讨论了本课题组与其他研究人员基于TMO基电催化剂调控策略的最新进展,包括缺陷工程,表面重构,相工程,界面工程和外场辅助,并总结了目前基于TMO基电催化剂对于OER的挑战,指出了未来设计高效TMO基电催化剂可能的发展方向。

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原文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.2c00161




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