摘要
氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属空气电池等能源转换装置中的关键反应,其效率受限于缓慢的动力学过程。
因此,开发高效、稳定的ORR催化剂至关重要。
近年来,Co3O4作为一种非贵金属过渡金属氧化物,因其成本低廉、活性高和稳定性好等优点,在ORR催化剂领域备受关注。
本综述重点介绍了Co3O4作为ORR催化剂的研究进展,首先阐述了ORR反应机理和Co3O4的电子结构,然后详细讨论了Co3O4表面氧还原催化机理的第一性原理研究,包括ORR反应路径、反应决速步以及氧空位对ORR催化活性的影响。
此外,本综述还总结了提高Co3O4催化活性的策略,如金属掺杂、形貌控制和载体效应等。
最后,对Co3O4基ORR催化剂的未来发展方向进行了展望。
关键词:氧还原反应;Co3O4;第一性原理计算;催化机理;氧空位
1.1氧还原反应(ORR)
氧还原反应(ORR)是燃料电池、金属-空气电池等能源转换装置中的关键反应,它涉及氧气在电极表面的还原过程。
ORR的效率直接影响着这些能源装置的性能。
然而,ORR是一个动力学缓慢的过程,需要高效的催化剂来加速其反应速率。
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