44页PDF打破质疑！李灿院士领衔！大连化物所/厦门大学，最新Nature Nanotechnology！

水氧化被认为是人工光合作用的动力学瓶颈，限制太阳能燃料效率。大连化物所李灿院士、范峰滔研究员与厦门大学李剑锋教授团队合作，通过结合原位电化学壳层隔离纳米粒子增强拉曼光谱(EC-SHINERS)与纳米尺度电化学反应成像，在BiVO4单颗粒上实现了水氧化中间体演化与空穴转移动力学之间原子尺度相互作用的空间解析。研究背景在于水氧化反应机理在操作条件下的不清晰。研究目的为揭示电荷转移、局部结构与活性位点演化的动态耦合机制。结论表明：低表面空穴密度（<0.67 nm-2）下，(110)和(010)晶面均受单空穴转移限制，稳定生成过氧基和过氧中间体，(110)面活性更高；达到关键空穴密度阈值时，(010)晶面演化为更优催化表面，表现出由过氧中间体介导的Bi-O-V核心结构动态空穴积累驱动的三级反应动力学，而(110)晶面则转向双重氧化等价物积累，促进分子内O-O耦合。该研究揭示了水氧化催化从静态位点中心向空穴介导的结构适应性调控的动态系统转变，为原子级设计太阳能燃料生成中的光生电荷-催化剂架构提供了设计原则。