电催化中跟水相关有四大反应,包括析氢反应(HER),析氧反应(OER),氧还原反应(ORR)和氢氧化反应(HOR)。应该说,这四个反应都很重要,特别是在燃料电池,电解池等领域。今天着重介绍下析氧反应(OER)。析氧反应和析氢反应是水分解反应的两个半反应。其中析氧反应涉及四个电子的转移,其机理非常复杂,是一个动力学慢反应,它的过电位比析氢反应要高得多,因此是限制水分解效率的主要因素。析氧反应涉及四个电子的转移,因此一般被认为可以分为四个基元反应,每一步涉及一个电子和一个质子的转移,而析氧催化剂(OEC)的作用在于稳定OER反应过程中产生的活性中间体(比如:*-OOH, *-O等),加快反应速度的进行。事实上,尽管人们研究OER这个反应已经好几十年了,对于这个反应的机理依然不够明晰,特别是催化活性中心的确立,催化剂组成结构与反应活性之间内在联系的解析等。在过去几十年内,人们研究了很多催化剂体系,其模型大致可以分为四种:单晶电极;均相分子团簇;纳米颗粒;超薄薄膜。单晶电极:优点:可以精确地针对催化剂的特定表面进行分析缺点:合成高质量的,高导电性的单晶电极(特别是氧化物)非常困难。具有代表性的论文列举如下 (相关论文较少):A THepel, FH Pollak, WE O’Grady, J E S 1986, 133, A PSalvador, N Alonso-Vante, H Tributsch, J E S 1998, 145, A EGuerrini, V Consonni, S Trasatti, JSolid State E 2005, 9,