近日，能源材料科学研究院特聘教授苑丁在《细胞通讯·物理科学》（Cell Reports Physical and Science）上发表了题为“原子级超薄电催化剂的缺陷活化在析氧反应中应用”（Defect Activation of Atomically Thin Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction）的文章，苑丁为第一作者，窦玉海教授和中南大学李维杰教授为通讯作者，刘化鹍院士为指导老师，上海理工大学为第一通讯单位。

氢能具有绿色、高效、应用范围广等优势，能有效促进能源结构调整和转型发展，是实现“碳中和”目标的关键技术手段。氢能分为“制储输用”四个环节，其上游制氢采用可再生能源发电驱动电解水制氢能，实现真正意义的零碳排放。然而，电解水的阳极析氧反应动力学缓慢，严重制约了该技术的推广和应用。为解决该技术瓶颈，研发廉价高效的析氧反应催化剂是关键。其中，纳米结构的析氧反应催化剂成为近年来的研究热点。与传统纳米催化剂不同，原子级超薄二维电催化剂具有原子层的厚度、大的比表面积和大量表面悬挂键，可为析氧反应提供足够多的活性位点。同时，为进一步提升这类材料的催化活性进而显著推动其商业化进程，通过制备缺陷进行催化剂活化是最行之有效的方法。 

该文章系统总结了原子级超薄催化剂的缺陷活化策略，分析了其对电子结构的调控作用和电催化性能的影响，并深入阐述了缺陷结构与电催化性能间的构效关系。此外，该文章介绍了在原子层面上观察、检测和分析缺陷的可行技术，包括球差电镜、同步辐射以及各种原位表征技术，为准确理解催化反应机理提供技术支撑。最后，对催化剂缺陷活化策略的挑战和前景进行了展望，并对设计廉价高效析氧反应催化剂提供了思路。

OER催化机理及不同缺陷活化手段

论文链接：

https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(23)00250-3

供稿：能源材料科学研究院