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청정 에너지 운반체인 수소는 재생 가능 에너지를 이용한 물 전기분해로 효율적으로 생산될 경우 에너지 경관을 혁신적으로 변화시킬 수 있습니다. 물 전기분해기의 양극에서 느린 산소 발생 반응(OER)이 전반적인 효율성을 제한하는 요인입니다. 대규모 스피넬 산화물 계열은 저렴한 비용과 유망한 OER 활성이 있어서 광범위하게 연구되고 있습니다. 옥타헤드랄 및 테트라헤드랄 사이트에서의 전이 금속(TM) 양이온의 분포는 스피넬 산화물의 전자 구조를 조절하는 중요한 변수이므로, TM의 기하학적 효과가 OER에 미치는 영향에 대해 논의됩니다. 옥타헤드랄 사이트의 지배적인 역할은 실험적으로 발견되었고 컴퓨팅 연구를 통해 설명됩니다. 옥타헤드랄 사이트에 위치한 산화환원 활성 TM은 OER 조건에서 산소와의 효과적인 상호작용을 보장합니다. 또한, 스피넬에서 인접한 옥타헤드랄 중심은 빠른 OER 동역학을 촉진하는 데 협력적으로 작용합니다. 주목할 만한 대조로, 스피넬 내에서 고립된 테트라헤드랄 TM 중심은 이중 금속 사이트에 의해 매개된 OER을 방해합니다. 게다가, 다양한 스피넬 산화물은 표면에서 옥타헤드랄로 점유된 양이온을 선호적으로 노출시켜, 옥타헤드랄 양이온이 반응물에 쉽게 접근할 수 있도록 합니다. 기초 이해를 발전시키고 강력한 스피넬 촉매를 개발하는 데 있어 미래 전망 및 도전과제에 대해 논의됩니다.
Zhou et al. (Tue,)는 이 질문을 연구했습니다.