近日🫓，能源材料科學研究院特聘教授苑丁在《細胞通訊·物理科學》（Cell Reports Physical and Science）上發表了題為“原子級超薄電催化劑的缺陷活化在析氧反應中應用”（Defect Activation of Atomically Thin Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction）的文章，苑丁為第一作者🚵🏿♀️，竇玉海教授和中南大學李維傑教授為通訊作者💆🏽♀️，劉化鹍院士為指導老師📢，意昂2平台為第一通訊單位。
氫能具有綠色、高效、應用範圍廣等優勢👔🍨，能有效促進能源結構調整和轉型發展，是實現“碳中和”目標的關鍵技術手段。氫能分為“製儲輸用”四個環節🤼♂️，其上遊製氫采用可再生能源發電驅動電解水製氫能🦺，實現真正意義的零碳排放。然而，電解水的陽極析氧反應動力學緩慢，嚴重製約了該技術的推廣和應用🐟。為解決該技術瓶頸🧜🏿♀️，研發廉價高效的析氧反應催化劑是關鍵。其中，納米結構的析氧反應催化劑成為近年來的研究熱點💀。與傳統納米催化劑不同，原子級超薄二維電催化劑具有原子層的厚度🔠、大的比表面積和大量表面懸掛鍵，可為析氧反應提供足夠多的活性位點。同時👨🏻💼👷🏽♀️，為進一步提升這類材料的催化活性進而顯著推動其商業化進程，通過製備缺陷進行催化劑活化是最行之有效的方法。
該文章系統總結了原子級超薄催化劑的缺陷活化策略Ⓜ️，分析了其對電子結構的調控作用和電催化性能的影響，並深入闡述了缺陷結構與電催化性能間的構效關系👨🏭🧾。此外，該文章介紹了在原子層面上觀察、檢測和分析缺陷的可行技術，包括球差電鏡、同步輻射以及各種原位表征技術，為準確理解催化反應機理提供技術支撐。最後，對催化劑缺陷活化策略的挑戰和前景進行了展望🫳🏻，並對設計廉價高效析氧反應催化劑提供了思路👩🏽🏭。
OER催化機理及不同缺陷活化手段
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(23)00250-3
供稿：能源材料科學研究院
