先前基于密度泛函理論(DFT)的理論研究從原子級(jí)層面加深了對(duì)材料性質(zhì)的了解，質(zhì)并重加包括不同塊狀鐵氧體MFe2O4(M=Co,Ca,Ni,Mg,Zn,Cu)的電子結(jié)構(gòu)以及磁性。此外，氫站不尋常的弛豫模式能夠使OOH中間體與能夠降低限速步驟反應(yīng)自由能的相鄰表面氧形成氫鍵。特別地，管理額外的Fe單層導(dǎo)致活性位點(diǎn)處的氧化態(tài)和鍵合機(jī)制的可控調(diào)節(jié)，是有望改善尖晶石催化劑性能的策略之一。

為了比較，質(zhì)并重加具有Co活性位點(diǎn)的原始A和B終端的過(guò)電勢(shì)隨pH的變化以黑線(xiàn)標(biāo)記?！境晒?jiǎn)介】近日，氫站德國(guó)杜伊斯堡-艾森大學(xué)RossitzaPentcheva教授(通訊作者)等使用DFT+U計(jì)算探索了表面終止原子和陽(yáng)離子取代對(duì)CoxNi1-xFe2O4(001)表面(x=0.0,0.5,1.0)陽(yáng)極材料氧析出反應(yīng)(OER)性能的影響，氫站并在ACSCatal.上發(fā)表了題為SurfaceTerminationandCompositionControlofActivityoftheCoxNi1-xFe2O4(001)SurfaceforWaterOxidation:InsightsfromDFT+UCalculations的研究論文。

管理文獻(xiàn)鏈接：SurfaceTerminationandCompositionControlofActivityoftheCoxNi1-xFe2O4(001)SurfaceforWaterOxidation:InsightsfromDFT+UCalculations(ACSCatal.,2018,DOI:10.1021/acscatal.8b00574)本文由材料人編輯部abc940504編譯整理。

圖4中間體累積自由能和Co0.5Ni0.5Fe2O4(001)反應(yīng)位點(diǎn)的過(guò)電勢(shì)B層(左)和A層(右)末端的中間體累積自由能ΣΔGi以及用于混合氧化物的相應(yīng)中間體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，質(zhì)并重加中間步驟1-4以其產(chǎn)物*OH,*O,*OOH和*()表示。此外，氫站通過(guò)DFT計(jì)算研究了量子化和支持偶聯(lián)對(duì)HER催化活性的影響。

研究人員可以容易地設(shè)計(jì)和制備不同結(jié)構(gòu)明確的碳催化劑，管理有助于理解涉及催化性能提高的反應(yīng)機(jī)理。除了調(diào)控化學(xué)成分和孔結(jié)構(gòu)之外，質(zhì)并重加邊緣位置和基面中的碳原子也顯示出不同的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)性。

進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，氫站摻雜劑的構(gòu)型和位置，特別是共摻雜的協(xié)同效應(yīng)，對(duì)于雜原子摻雜的CMFC的催化性能比總摻雜含量更為關(guān)鍵。一般而言，管理ORR可以通過(guò)O2直接還原為H2O的4e-還原途徑或兩步2e-途徑進(jìn)行，其中O2通過(guò)產(chǎn)生過(guò)氧化氫(H2O2)中間體，然后通過(guò)另一個(gè)2e-轉(zhuǎn)移進(jìn)一步還原為H2O。