具有精细电子结构的催化剂有利于促进析氧反应（OER）动力学和降低锂-氧（Li-O₂）电池的充电过电位。然而，将催化剂内部的轨道相互作用与催化剂和中间体之间的外轨道耦合桥接起来，以增强OER催化活性仍然是一个巨大的挑战。在此，北京大学郭少军报道了一种级联轨道取向杂化，即金属间Pd₃Pb中的合金化杂化，然后是低能Pd原子和反应中间体之间的分子间轨道杂化，其可以大大提高Li-O₂电池中的OER电催化活性。

本文要点：

1) Pb和Pd在两个轴上的定向轨道杂化首先降低了金属间化合物Pd₃Pb中Pd原子的d带能级；在充电过程中，Pd的低4d_xz/yz和4d_z²轨道进一步与锂过氧化物（LiO₂）（关键反应中间体）的2π*和5σ轨道杂化，最终导致反键能级降低，从而削弱了对LiO₂的轨道相互作用。

2) 因此，金属间Pd₃Pb中的级联轨道取向杂化显著降低了活化能并加速了OER动力学。基于Pd₃Pb的Li-O₂电池在1000 mAh g⁻¹的固定容量下表现出0.45 V的低OER过电位和175次循环的优异循环稳定性。

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Zhou Yin et.al Cascaded orbital–oriented hybridization of intermetallic Pd₃Pb boosts electrocatalysis of Li-O₂ battery PNAS 2023

DOI: 10.1073/pnas.2301439120

https://doi.org/10.1073/pnas.2301439120