理解混合元素催化劑系統(tǒng)中的基本材料特性關(guān)系，對于提高可再生電化學(xué)能源技術(shù)的可行性至關(guān)重要?；诖耍?strong>斯坦福大學(xué)Thomas F. Jaramillo和Michaela Burke Stevens（共同通訊作者）等人通過組合實驗理論方法報道了對用于氧還原反應(yīng)（ORR）的高活性銀-錳氧化物（Ag-MnOx）催化劑表面的性質(zhì)和動力學(xué)的見解。在實驗上，作者合成了混合良好的Ag-Mn共沉積薄膜，雖然在空氣暴露和電化學(xué)測量中Mn表面遷移和氧化，但這些薄膜具有可測量的平整度和光滑度。在0.1 M KOH中的循環(huán)伏安法表明，對于富含Ag的薄膜（70-95% Ag），在0.8 V vs. RHE下，比活性比純Ag提高了10倍。為了進一步了解Ag-Mn系統(tǒng)，作者合成了單獨的樣品，其中少量Mn依次沉積在純Ag薄膜（Mn@Ag）的表面上，范圍從部分到全表面覆蓋（低至0.3 nmMn cm-2geo-0.2 μgMn cm-2geo）。這些順序沉積的Mn@Ag薄膜顯示出與其共同沉積對應(yīng)物相似的性能，表明類似的增強活性位點。此外，作者還利用密度泛函理論（DFT）計算出這種增強源自于這些材料表面的調(diào)諧d帶，這是由于特定Ag和MnOx幾何形狀中電子結(jié)構(gòu)的最佳雜交所致?？傊娀瘜W(xué)測量、DFT計算、X射線吸收光譜和價帶X射線光電子能譜表明，Ag和MnOx之間的協(xié)同電子相互作用產(chǎn)生增強的氧吸附，從而提高ORR活性，其中DFT突出顯示Ag-MnOx界面位點最強。該工作展示了組合實驗理論方法如何幫助設(shè)計具有增強電催化性能的電催化劑，并了解復(fù)雜混合金屬金屬氧化物表面的性質(zhì)。Engineering metal-metal oxide surfaces for high-performance oxygen reduction on Ag-Mn electrocatalysts. Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2EE00047D.https://doi.org/10.1039/D2EE00047D.
