方便地评估大规模电催化剂的（ORR）动力学对于可持续燃料电池开发和工业H2O2生产至关重要。尽管使用主流策略（如膜电极组装、旋转电极技术和先进的表面敏感光谱）在ORR研究中取得了巨大成功，但扩散层中活性氧（ROS）中间体的时间和空间分布仍然未知。东南大学张袁健教授课题组报告了一种基于ROS的策略，用于使用时间依赖性电化学发光（Td-ECL）对在碱性介质中对ORR电催化剂进行动力学评估。结果显示，使用主成分分析（PCA），可以通过ECL峰强度可靠地辨别具有二/四电子还原的ORR电催化剂。相关工作以“Elucidating Electrocatalytic Oxygen Reduction Kinetics via
Intermediates by Time-Dependent Electrochemiluminescence”为题发表在国际著名期刊Angewandte
Chemie International Edition上。要点1. 动力学评估包括由双电势步进计时安培法驱动的同步顺序ORR和ECL反应以及随后的ECL强度收集。需要常用的恒电位仪、玻碳电极和光电倍增管（PMT）来驱动ORR并检测扩散层中痕量的ROS中间体。这种单元配置是灵活的，并且可以在不同的测量条件下容易地进行调制。要点2. 作者使用主成分分析（PCA），可以通过ECL峰强度可靠地辨别具有二/四电子还原的ORR电催化剂。此外，由于ROS和ECL发光体之间的多个超灵敏化学计量反应，通过ECL衰变曲线的有限元分析（FEA）成功地提取了定量动力学信息，如ROS的表观速率常数和与电势相关的时间/空间分布。这种完全未公开的信息将指导燃料电池电催化剂的开发和具有最大活性和耐久性的H2O2生产。图3. 使用ECL强度根据电子转移数（n）对ORR电催化剂进行定性分组。图4. 使用ECL衰变曲线定量测定ORR速率常数和ROS分布。Elucidating Electrocatalytic Oxygen Reduction Kinetics via Intermediates
by Time-Dependent Electrochemiluminescence
Kaiqing
Wu, Ran Chen, Zhixin Zhou, Xinghua Chen, Yanqin Lv, Jin Ma, Yanfei Shen,
Songqin Liu, Yuanjian Zhang*DOI: 10.1002/anie.202217078
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