有目标地改动析氧反响（OER）的速率决议步调（RDS）仍旧是进步电凯发剖析水能效的次要应战。

基于此，北京高压迷信研讨中心张衡中研讨员（通讯作者）等人经过复杂地改动金属磷三硫化物电催化剂（MPT₃，此中M = Fe, Ni; T = S, Se）的阳离子和阴离子庞大性来调治OER的RDS，在(Ni,Fe)P(S,Se)₃中完成了极高的OER活性，具有超低的Tafel斜率（34 mV dec^-1）和过电位。

密度泛函实际（DFT）盘算标明该催化剂具有最抱负的OER活性形貌符值（ΔG(O*)-ΔG(OH*) = 1.5 eV）。

作者经过DFT盘算了MPT₃上OER的吉布斯自在能变革。MPT₃#1-5的电位决议步调（PDS）是步调R3（O* + OH^- ⇌ OOH* + e^-），(Ni,Fe)P(S,Se)₃的PDS是步调R4（OOH* + OH^- ⇌ O₂ + e^- + H₂O）。

而微观动力学剖析标明，MPT₃#1-5的动力学RDS是步调R2（OH* + OH^- ⇌ O* + e^- + H₂O），(Ni,Fe)P(S,Se)₃的动力学RDS是步调R3。由于DFT盘算没有思索过渡态、离子溶剂化、双层布局和电场的影响，动力学RDS在控制OER动力学方面比PDS更有压服力。

差别MPT₃催化剂响应的OER活性形貌符ΔG(O*)-ΔG(OH*)展望了OER活性次序为#6>#5>#4>#3>#2>#1，与实行后果符合较好。实际及实行过电位η和活性形貌符ΔG(O*)-ΔG(OH*)之间均存在十分好的线性干系。

别的，作者依据M-S/Se键的奉献导出了一个庞大性指数（h）来量化MPT₃系列催化剂的阳离子和阴离子庞大性，ΔG(O*)-ΔG(OH*)随h简直呈线性变革。这标明吸附位点左近的阳离子和阴离子对O*/OH*的吸附能有明显的影响，进一步影响了MPT₃催化剂的OER活性。

Expediting Oxygen Evolution by Optimizing Cation and Anion Complexity in Electrocatalysts Based on Metal Phosphorous Trichalcogenides. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202214570.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202214570.