9月4日消息,ChemRxiv最新预印(DOI: 10.26434/chemrxiv.15000244/v2,2026-09-04T11:51Z提交),Denis A. Kuznetsov、Christoph R. Müller等研究者发表关于氧析出反应(OER)机理的研究:利用18O同位素标记技术,追踪氧化物电催化剂上水氧化过程中氧原子的来龙去脉,证实O-O键的形成经由分子内氧耦合(intramolecular oxygen coupling)路径——即催化剂晶格氧直接参与了氧气的生成,而非两个表面吸附水分子之间的简单偶联。
OER是电解水制氢的阳极半反应,其动力学迟缓一直是电解槽效率和成本的主要瓶颈,机理认知直接决定催化材料的理性设计方向。传统研究多假设OER遵循吸附演化机制(AEM);而晶格氧参与的非常规路径(如LOM机制)意味着催化剂表面在反应中具有化学活性,稳定性与活性需要协同考量——这对高活性但易失稳氧化物的工程化取舍有直接指导意义。
同位素标记是分辨氧来源的少数可靠手段之一:反应产物中18O/16O比例可以区分“新水电解氧”与“晶格释放氧”。该工作为氧化物电催化剂(钌铱基及其替代体系)的机理研究提供了直接实验证据,对质子交换膜(PEM)与碱性电解槽的阳极催化剂开发均有参考价值,属于绿氢赛道上游的关键基础研究。
(来源:ChemRxiv)