Avancées, mécanismes et applications dans l'électrocatalyse d'évolution de l'oxygène à base d'or

La réaction d'évolution de l'oxygène (OER) joue un rôle crucial dans le stockage et la conversion d'énergie électrochimique. Parmi les différents éléments métalliques, l'or (Au) se distingue en raison de sa haute électronégativité et de ses remarquables propriétés catalytiques, en particulier à l'échelle nanométrique. Dans cette revue, nous visons à analyser de manière exhaustive la performance électrocatalytique de l'Au de taille nanométrique, y compris l'influence de la surface cristalline, de la morphologie, des matériaux de substrat des nanoparticules d'Au, de la taille et des ligands des nanoclusters d'Au, et des atomes uniques d'Au sur l'électrocatalyse de l'oxygène. En explorant la performance catalytique des métaux précieux, des métaux non précieux, des oxydes, des hydroxydes/oxyhydroxydes/hydroxydes doubles laminés, des sulfures, des phosphures, des nitrures et des sélénures à travers l'intégration de l'Au de taille nanométrique, qui offre des aperçus précieux pour améliorer l'efficacité de l'OER. Ces effets peuvent être attribués à deux mécanismes : i) mécanisme d'évolution des adsorbats (AEM) et ii) mécanisme d'oxygène de réseau (LOM), où l'Au de taille nanométrique a modifié la structure électronique des catalyseurs et amélioré l'adsorption des intermédiaires de réaction pour accélérer le processus de transfert d'électrons ou exerce l'effet synergique entre l'Au métallique et les vacants d'oxygène. Par exemple, les catalyseurs d'OER à base d'Au peuvent être largement utilisés dans les batteries zinc-air et la séparation de l'eau à l'avenir.