산소 발생 반응을 위한 촉매 중간체 결합을 향상시키는 Fe–Co 이중 사이트의 공간 구성

산소 발생 반응 (OER)은 수소 생산을 위한 물 분해의 주요 장애물입니다. 이중 사이트 촉매 (DSCs)는 OER에서 두 개의 금속의 비범한 시너지 효과로 인해 단일 사이트 촉매를 초월하는 것으로 간주됩니다. 그러나 보다 효율적인 촉매 작용을 위한 이중 사이트의 특정 공간 구성을 지정하는 것은 여전히 도전 과제로 남아 있습니다. 여기에서 우리는 두 가지 Fe-Co 이중 사이트 구성을 구축했습니다: 입체적 Fe-Co 사이트 (입체적-Fe-Co DSC) 및 평면적 Fe-Co 사이트 (평면적-Fe-Co DSC). 놀랍게도, 평면적-Fe-Co DSC는 입체적-Fe-Co DSC보다 우수한 OER 성능을 가지고 있습니다. DFT 계산 및 동위원소 차등 전기화학 질량 분광법, 현장 적외선 분광법 및 현장 라만을 포함한 실험 결과는 *O 중간체가 두 DSC 모두에 의해 *OOH가 아닌 *O-O*를 형성하기 위해 직접 결합할 수 있음을 보여줍니다. 이는 OER에서 네 개의 전자 전이 단계의 제한을 극복할 수 있습니다. 특히, 평면적-Fe-Co의 적절한 Fe-Co 거리와 입체 방향은 이중 사이트 간의 협력을 촉진하여 속도 결정 단계에서 입체적-Fe-Co보다 *O-O*으로의 중간체 탈수소화에 유리합니다. 이 연구는 OER 이중 사이트 촉매의 추가 연구 및 개발을 위한 귀중한 통찰력과 지원을 제공합니다.