天津大学Zheng, Jingxuan在Advanced Materials上发表论文！
论论资讯 ｜ 2024-04-27 ｜
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Advanced Materials
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Defect Engineering for Enhanced Electrocatalytic Oxygen Reaction on Transition Metal Oxides: The Role of Metal Defects
Zheng Jingxuan; Meng Dapeng; Guo Junxin; Liu Xiaobin; Zhou Ling; Wang Zhao
Published：2024-04-26
DOI：10.1002/adma.202405129
研究揭秘：金属缺陷对过渡金属氧化物电催化氧还原反应的增强作用
研究背景
在当今社会，能源和环境问题备受关注。然而，过渡金属氧化物在作为双功能商业氧还原反应/氧发生反应催化剂时，普遍存在的高过电位问题一直困扰着研究者。这些问题的存在促使人们寻求更有效的策略来提高这些催化剂的活性和稳定性。
研究内容
最新研究表明，金属缺陷工程是解决过渡金属氧化物高过电位问题的一种高效策略。然而，金属缺陷的高形成能量给精确控制金属缺陷形成过程带来了挑战。研究团队通过密度泛函理论计算发现，改变金属缺陷形成路径，释放金属原子作为金属氯化物，有效降低了金属缺陷的形成能量。通过氯等离子体，在单金属氧化物表面（锰、铁、钴和镍）上选择性地产生金属缺陷。表征和密度泛函理论计算显示，金属缺陷导致的电子离域化增强了催化活性，降低了理论过电位。特别是，第一性原理分子动力学计算、离线XPS和原位ATR-SEIRAS表明，金属缺陷有效地提高了活性位点上反应物的吸附，并增强了产物解吸效率，从而提升了催化性能。
研究意义
这项研究的创新之处在于揭示了金属缺陷对氧还原反应的增强作用机制，为解决氧还原反应中的关键问题提供了新思路。通过有效控制金属缺陷的形成，可以显著提高催化活性和稳定性，为清洁能源的发展和环境保护做出贡献。
希望这篇文章能帮助你更好地了解金属缺陷工程在过渡金属氧化物电催化中的重要作用，激发你对科学研究的兴趣！
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