研究揭示电催化水氧化析氧反应动力学机制
时间:2025-09-25作者:管理员 浏览次数:30
近日,中国科学院大连化学物理研究所能源催化转化全国重点实验室、太阳能研究部(DNL16)李灿院士、王秀丽研究员等在电催化动力学机制研究方面取得新进展。团队利用工况电化学瞬态吸收光谱(EC-TAS)技术,观测到了氧化锰基电催化剂催化水氧化反应第一个中间物种(*OH)形成的动力学过程,揭示了活性位点电子构型对称性破缺对促进水氧化析氧反应动力学具有决定性作用。
水氧化析氧反应(OER)作为提供质子和电子的关键反应,在自然光合作用和人工光合成过程中起着至关重要的作用,探究其催化过程的中间物种转变动力学微观机制具有重要意义。在电催化反应动力学研究中,科研人员主要使用的技术都是(准)稳态表征技术,难以捕捉毫微秒级的反应中间物种转化过程,这制约了电催化OER反应动力学的深入研究和认识。
针对上述电催化动力学研究的关键挑战,李灿团队依托多年来在光(电)催化反应时间尺度的时间分辨光谱技术(包括高灵敏慢瞬态吸收光谱,Slow-TAS: μs-s;光诱导吸收光谱,PIA: ms-s)的研发经验(Nat. Commun.,2020;J. Phys. Chem. C,2021;Chem. Sci.,2023;J. Phys. Chem. Lett.,2023;J. Am. Chem. Soc.,2023),自主发展了电催化瞬态吸收光谱技术(EC-TAS:μs-s)(Acta Phys. -Chim. Sin.,2023),为突破电催化反应动态监测的技术瓶颈提供了新手段。