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DFT如何确定反应活性位点？

总结：本文系统地阐述了密度泛函理论（DFT）如何通过吸附能、反应路径能垒、电荷分布分析（差分电荷密度与Bader电荷）及电子结构指标（d带中心和态密度）确定单原子催化和电催化体系中的活性位点，并详细解读了相关近期研究文献的实例。

说明：本文主要介绍了析氧反应（OER）的相关知识，涵盖其定义、反应过程、性能评价方法及结构描述符等内容。阅读此文，读者可了解 OER 在酸性和碱性环境下的反应路径，以及诸如过电位、塔菲尔斜率等性能评价指标的含义与重要性，还可获取有关金属 - 氧键强度、金属 -

根据催化剂类型不同，活性位点的形式也有所变化，如金属催化剂、酸碱催化剂和氧化物催化剂等，它们的活性位点各具特征，对催化过程起着至关重要的作用。

开发和利用绿色能量转换技术，如质子交换膜燃料电池(PEMFCs)，是突破对化石能源依赖的重要方法。氧还原反应(ORR)作为PEMFCs的阴极反应，涉及复杂的四电子转移过程，导致动力学迟缓，成为提高反应效率的瓶颈。迄今为止，纳米结构铂(Pt)基材料被认为是PEM

梁红艳，天津大学教授，博士生导师，国家级青年人才。主要从事电解水制氢（碱性水解ALK、中性海水电解、酸性水解PEM）及CO2资源化利用（CO2电还原耦合生物质转化）的研究。梁红艳教授主持国家、部省及横向课题4项，其中国家自然科学基金项目2项。在Nat. Com

析氧反应的充电过电位是锂氧（Li-O2）电池能量转换效率的关键参数。迄今为止，通过催化剂设计实现低电位超降是该领域的一个巨大挑战，通常超过0.25V。2025年4月9日，香港城市大学洪果、张文军，北京大学郭少军在国际顶级期刊Nature Communicati

在实际的电化学反应环境中，需要建立催化模型去研究电极与电解液之间的界面环境。在高真空的环境下，实验显示吸附在Pt(111)表面的H2O分子是平行于电极表面层的六边形的分子层，计算同时也在氧的还原反应(ORR) 中发现了相似的结构类型。在这种情况下，当氧还原反应

能源转化与储存领域广泛应用异质结构催化剂，诸如氨合成、尾气净化、电解水等方面均有涉及。但诸如浸渍、沉积、离子交换这类传统合成方式，一般要经历多道工艺步骤。多步工艺易造成催化剂界面呈现不均匀状态，对其活性及稳定性产生不利作用。并且，实现多元素催化剂的大规模制造目

电化学水分解是解决过度使用矿物燃料引起的能源和环境问题的一个有前途的解决方案。然而，由于复杂的质子偶合电子转移反应过程，缓慢的阳极析氧反应(OER)阻碍了水分解的效率。因此，开发有效的OER催化剂，促进低过电位下的多重质子和电子转移是至关重要的。虽然贵金属基催

Li-O2电池因其高理论比能量（3500 Wh kg-1）而显示出巨大的应用潜力，尤其是在电动汽车和储能系统领域。然而，Li-O2电池的实际应用面临多重挑战，反应涉及复杂的多步骤、多电子的氧化还原化学过程，导致电池的质量传输和表面反应动力学通常较为缓慢。此外，

2025年1月8日，中国石油大学李忠涛教授团队和清华大学林艳在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Vacancy-Activated B-Doping for Efficient 2e- Oxyg

2的Ru-O-Ru对称性可以诱导电荷重排并改变活性Ru原子的d带中心，导致OER活性的显著增加。此外，利用抗腐蚀元素设计Ru-O-M结构基序来稳定RuO

郑大 oer 过电位 2024-12-24 11:48 17