近日，我院师生在化工领域顶级期刊《AIChE Journal》上发表最新研究论文“Lattice oxygen mechanism enhanced alkaline oxygen evolution and water splitting”。江苏大学为该论文的第一完成单位，博士生钱龙为论文第一作者，邱凤仙教授和日本京都大学Toshiharu Teranishi教授为论文共同通讯作者。
电解水制氢作为一种零碳排放的可持续技术，其效率瓶颈主要受限于阳极的析氧反应（OER）。晶格氧机制（LOM）通过直接的O-O键耦合路径，理论上可实现更低的反应能垒。然而，如何有效激活并稳定LOM路径，同时兼顾催化剂的稳定性，是该领域的核心挑战。针对这一难题，本研究采用钼掺杂与硫化双重调控策略对钌钴复合氧化物（RuCoOx）进行精准改性，成功构建S, Mo-RuCoOx电催化剂，实现了碱性OER活性和稳定性的双突破。通过密度泛函理论（DFT）计算结合多种实验表征，深入揭示了性能提升的微观机制：Mo掺杂成功诱导OER路径从传统的AEM转向更高效的LOM路径。S掺杂通过形成S-Ru-O桥接结构，增强了Ru-O键的稳定性，有效抑制了晶格氧过度释放导致的金属溶解，从而实现了活性与稳定性的协同提升。Fukui函数计算表明，Mo原子具有最高的亲电攻击指数，是反应中最可能的活性位点；同时，双调控降低了氧空位形成能，进一步促进了LOM过程。本研究不仅为设计低成本、高性能的OER催化剂提供新途径，也为深入理解LOM机制、指导未来电催化剂开发奠定了重要基础。
文章链接：https://doi.org/10.1002/aic.70270
