由于催化体系中的活性位点要么是金属位点，要么是晶格氧，因此以低能障同时触发金属和晶格氧氧化还原对有望提供多样化的高效位点，加速析氧反应（OER）动力学，但这是一个巨大的挑战。鉴于此，南开大学深圳研究院王卫超等设计了负载在掺杂镍的Co₃O₄上的Ir物种（Ir簇和Ir单原子）（Ir/Ni-Co₃O₄），其中金属Ir簇缩小成高密度的Ir单原子，负载在重构衍生的掺杂镍的CoOOH上。

本文要点：

（1）原位光谱、同位素标记和化学探针实验证明，金属位点和晶格氧同时被激活，参与到OER中。进一步的理论研究表明，Co位点是通过吸附剂演化机制促进OER的最有利位点，其能量势垒低至1.69 eV。镍与铱原子的协同作用使O p带中心的能量位置上移。因此，连接镍原子和铱原子的晶格O被激活，通过与铱位点上吸附的O的耦合参与到OER中，从而实现O─O键的形成。

（2）得益于金属和晶格氧氧化还原对的共同参与，Ir/Ni-Co₃O₄在相应的10 mA cm^-2和500 mA cm^-2条件下，具有极低的OER过电位，分别为177 mV和263 mV。

Wang, A., Wang, W., Xu, J., Zhu, A., Zhao, C., Yu, M., Shi, G., Yan, J., Sun, S., Wang, W., Enhancing Oxygen Evolution Reaction by Simultaneously Triggering Metal and Lattice Oxygen Redox Pair in Iridium Loading on Ni-Doped Co3O4. Adv. Energy Mater. 2023, 2302537.

DOI: 10.1002/aenm.202302537

https://doi.org/10.1002/aenm.202302537