ACS Energy Lett.：ABMo3O8结构性质关系

析氧反应(OER)是可再生能源转化为化学燃料过程中的一个关键反应。在众多OER催化剂中，3d过渡金属氧化物(TMO)基催化剂(晶体结构主要是由八面体(Oh)MO6单元或/和四面体(Td)MO4单元构成)由于其低成本和良好的催化性能而备受关注。然而，大多数TMO通常只有一个配位位点是主要的活性位点，并且它们的导电性差也限制了其用于催化OER。最近，研究人员发现了一种蜂窝状ABMo3O8，其具双配位位点和良好的导电性。然而，目前还不清楚哪些位点对于OER是活跃的，以及如何激活它们，因此有必要详细了解ABMo3O8的结构-性质关系。

基于此，伍伦贡大学程振祥、李晓宁、格里菲斯大学王云、中国科学技术大学陆亚林和傅正平等制备了FexCo10-xMo15O40(5个FeCoMo3O8单位)，记为FexCo10-x(x=0，2，5，8和10)。电子结构和配位环境分析表明，Fe2+倾向于占据Oh位，而Co2+倾向于占据Td位，且两者都处于高自旋态(Co2+ e4t23，Fe2+ t2g4eg2)。

此外，理论计算表明，由于FexCo10-xMo15O40中Fe2+的Oh优先占据以及Td和Oh位点的交替分布，有利于形成不对称Fe-O-Co位点，这种直接的Td-O-Oh连接导致形成异核金属原子对，促进了异核金属原子的相互作用，产生协同效应并优化中间体吸附。

同时，因为连接氧阴离子的Fe2+(Oh)和Co2+(Td)都处于HS态，在晶格中建立了快速自旋极化的电子转移通道，这有利于在电催化过程中促进催化剂内部更快的电荷传输，导致优良的OER活性。因此，最优的Fe5Co5在10、50和100 mA cm−2电流密度下的过电位分别为308、340和361 mV，Tafel斜率为43.7 mV dec−1；并且该材料在10 mA cm−2的电流密度下连续运行100小时和经过5000次CV循环后活性仍然保持稳定。

总的来说，这项工作详细阐述了催化剂的原子几何构型和电子构型对催化活性的影响，为利用协同工程设计OER催化剂提供了理论指导。

Simultaneous Activation of Different Coordination Sites in Single-Phase FeCoMo3O8 for the Oxygen Evolution Reaction. ACS Energy Letters, 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01747