南京师范大学孙瀚君教授ACS Catalysis: d\u00B9\u00BA构型金属介导的不对称吸附构型Co-OH-M(d\u00B9\u00BA)缓解OH堵塞问题以实现高效海水电解析氧

背景：利用海水替代淡水进行电解制氢对可持续发展至关重要，但氯离子腐蚀阳极和竞争析氯反应是主要挑战。钴基磷化物等材料在电化学氧化下原位重构为CoOOH并形成含氧阴离子层，可静电排斥氯离子，但其对称的Co-OH-Co构型过度稳定OH中间体，堵塞活性位点，限制析氧反应动力学。研究目的：通过引入d¹⁰构型金属（如In、Sn、Sb）构建不对称的Co-OH-M(d¹⁰)吸附构型，以缓解OH堵塞，提升析氧反应活性，同时保持耐氯腐蚀性能。结论：理论计算和实验表明，不对称构型通过d-p-p轨道失配削弱OH吸附，降低反应能垒。代表性催化剂Sn-CoOOH-PO₄³⁻在模拟海水和天然海水中表现出高活性和稳定性，运行数百至上千小时，突破了耐腐蚀与高活性间的权衡，为高效海水电解催化剂设计提供了新思路。