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Das Verständnis der Auswirkungen nichtkovalenter Wechselwirkungen von Zwischenprodukten an der polarisierten Katalysator-Elektrolyt-Oberfläche auf die Kinetik der Wasseroxidation ist entscheidend für die Gestaltung aktiverer und stabilerer Elektrokatalysatoren. Hier kombinieren wir operando-optische Spektroskopie, Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) und oberflächenverstärkte Infrarotabsorptionsspektroskopie (SEIRAS), um den Effekt nichtkovalenter Wechselwirkungen auf die Aktivität der Sauerstoffentwicklung (OER) von IrOx in sauren und alkalischen Elektrolyten zu untersuchen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die aktiven Spezies für die OER (Ir4.x+–*O) bei niedriger Abdeckung in alkalischen Elektrolyten viel stärker binden als in sauren, während die abstoßenden Wechselwirkungen zwischen diesen Spezies in alkalischen Elektrolyten höher sind. Diese Unterschiede werden auf den größeren Anteil von Wasser in der Kation-Hydrationsschicht an der Grenzfläche in alkalischen Elektrolyten im Vergleich zu sauren Elektrolyten zurückgeführt, was die Stabilisierung von oxygenierten Zwischenprodukten und die Erleichterung von Langstreckenwechselwirkungen zwischen ihnen fördern kann. Eine quantitative Analyse der Zustandsenergien zeigt, dass obwohl die *O-Zwischenprodukte in alkalischen Elektrolyten stärker binden als optimal, die größeren abstoßenden Wechselwirkungen zwischen ihnen zu einer signifikanten Schwächung der *O-Bindung mit zunehmender Abdeckung führen, was zu ähnlichen Energien der aktiven Zustände in sauren und alkalischen Elektrolyten bei OER-relevanten Potenzialen führt. Durch die direkte Untersuchung der elektrochemischen Grenzfläche mit komplementären spektroskopischen Techniken geht unsere Arbeit über herkömmliche rechnergestützte Beschreibungen der OER-Aktivität hinaus, um die experimentell beobachtete OER-Kinetik von IrOx in sauren und alkalischen Elektrolyten zu erklären.
Liang et al. (Mon,) untersuchten diese Frage.