八面体ユニットを設計してスピネル酸化物の酸素発生反応を促進する意義

もしクリーンエネルギーキャリアである水素が再生可能エネルギーを利用した水電解によって効率的に生成されるなら、エネルギーの風景を革命的に変えることができる。水電解槽の陽極での酸素発生反応（OER）の鈍さが全体の効率を制限している。大規模なスピネル酸化物ファミリーは、低コストで有望なOER活性のために広く研究されている。八面体および四面体の位における遷移金属（TM）カチオンの分布は、スピネル酸化物の電子構造を制御する重要な変数であり、TMの幾何学的効果について議論される。八面体位の支配的な役割は実験的に確認され、計算研究によって説明されている。八面体位に位置する還元酸化活性TMは、OER条件下で酸素との効果的な相互作用を保証する。さらに、スピネル内の隣接する八面体中心は、速いOER動力学を促進するために協調的に働く。それに対照的に、スピネル内の孤立した四面体TM中心は、二金属位によるOERを妨げる。さらに、さまざまなスピネル酸化物は、表面上で八面体占有カチオンを優先的に露出させ、八面体カチオンが反応物に簡単にアクセスできるようにしている。基礎的理解を進め、堅牢なスピネル触媒を開発する上での未来の展望と課題について議論する。