光系统II是大自然驱动析氧反应氧化水的解决方案。锰氧化物簇是这种蛋白质的活性中心,用于水的分裂,而最有效的人造催化剂是昂贵的贵金属基氧化物。面对气候变化,研究价格低廉、资源丰富的电催化剂至关重要。鉴于此,冰岛大学Egill Skúlason、日本大阪工业科学技术研究所Jun Maruyama、慕尼黑工业大学Aliaksandr S. Bandarenka等为了模拟生物溶液,合成了氧化锰纳米片,并将其沉积在高取向热解石墨上。
本文要点:
(1)通过光谱和电化学测量、电化学噪声扫描隧道显微镜和密度泛函理论计算对这种电催化剂进行了研究。
(2)详细的研究结果表明,该催化剂之所以能提高水分解性能,是因为在纳米片边缘检测到了活性,而所提出的机制则进一步解释了这一点。因此,研究结果为如何利用丰富的材料设计高效的水氧化电催化剂提供了蓝图。
Schmidt, T. O., Wark, A., Haid, R. W., Kluge, R. M., Suzuki, S., Kamiya, K., Bandarenka, A. S., Maruyama, J., Skúlason, E., Elucidating the Active Sites and Synergies in Water Splitting on Manganese Oxide Nanosheets on Graphite Support. Adv. Energy Mater. 2023, 2302039.
DOI: 10.1002/aenm.202302039
https://doi.org/10.1002/aenm.202302039