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Stromgetriebenes Wassersplitten kann die Speicherung elektrischer Energie in Form von Wasserstoffgas erleichtern. Als Halbreaktion des stromgetriebenen Wassersplittens ist die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER der Hauptengpass aufgrund der langsamen Kinetik dieser Vier-Elektronen-Transferreaktion. Die Entwicklung kostengünstiger und robuster OER-Katalysatoren ist entscheidend, um dieses Effizienzproblem beim Wassersplitten zu lösen. Das Katalysator-Design muss auf dem grundlegenden Verständnis des OER-Mechanismus und dem Ursprung der Reaktionsüberspannung basieren. In diesem Artikel fassen wir die jüngsten Fortschritte im Verständnis der OER-Mechanismen zusammen, zu denen der konventionelle Adsorbatsentwicklungsmechanismus (AEM) und der gitter-Sauerstoff-vermittelte Mechanismus (LOM) aus theoretischer und experimenteller Sicht gehören. Wir beginnen mit der Diskussion über den AEM und seinen verknüpften Skalierungsbeziehungen zwischen verschiedenen Reaktionszwischenprodukten. Die Strategien zur Reduzierung der Überspannung basierend auf dem AEM und dessen abgeleiteten Deskriptoren werden dann vorgestellt. Um die OER-Überspannung weiter zu reduzieren, ist es notwendig, die Skalierungsrelationen der HOO*- und HO*-Zwischenprodukte im konventionellen AEM zu durchbrechen, um über die Aktivitätsgrenze der Vulkano-Beziehung hinauszugehen. Strategien wie die Stabilisierung von HOO*, die Funktionalität als Protonenakzeptor und die Umstellung des OER-Weges auf LOM werden diskutiert. Die verbleibenden Fragen zur OER und verwandten Perspektiven werden ebenfalls am Ende präsentiert.
Song et al. (Wed,) haben diese Frage untersucht.