情色电影种子 杰青领衔！长安大学，本年首篇Nature Commun.！

究诘布景 情色电影种子

光电化学水见识（PEC水见识）是一种将太阳能改换为清洁氢能的有出路的身手，而氧演化反馈（OER）在光阳极中动作PEC水见识的中枢反馈之一，因其较慢的反馈能源学成为截止水见识着力的主要瓶颈。赤铁矿（Fe2O3）因其无毒、资本低、化学和机械富厚性好等优点，成为究诘东谈主员热心的后劲光阳极材料。联系词，Fe2O3在PEC水见识中仍濒临很多挑战，包括局促的可见光经受限制、较高的光生电子-空穴复合率、低的光生电子-空穴寿命以及相配大的OER过电位，这些问题严重制约了其性能的提高。因此，探索Fe2O3-水界面的实质过头水氧化的反馈机制成为提高Fe2O3光阳极性能的重要。

针对这些问题，究诘东谈主员已开展了大批表面和实验究诘，并在多个方面赢得了弘扬，但Fe2O3在PEC水见识中的着力仍未达到表面极限。连年来，一些表面模拟揭示了水氧化经由中的重要中间体，如羟基（*OH）、铁氧基（Fe=O）和过氧（O-O）物种，但由于实验条目下的界面复杂性和传统模拟身手的局限，对于Fe2O3-水界面的反馈机制仍不悉数明确。

结尾简介

为了处治这一困难，长安大学李宇亮、周朝日考验以及上海交通大学国度杰青杨晓伟考验等东谈主在Nature Communications期刊上发表了题为“Identifying key intermediates for the oxygen evolution reaction on hematite using ab-initio molecular dynamics”的最新论文。究诘东谈主员通过从新预备分子能源学（AIMD）模拟，建议了一种新的反馈机制，揭示了不同中间体在非溶剂化和溶剂化Fe2O3（0001）名义上的富厚性，并建议了O2脱附在氧演化反馈中的潜在作用，这一究诘为进一步联想高效Fe2O3光阳极材料提供了新的念念路。

究诘亮点

（1）实验初度建议了Fe终局Fe2O3（0001）名义上氧演化反馈（OER）的全面反馈机制，并通过AIMD模拟在非溶剂化和溶剂假名义上笃定了重要反馈中间体。

（2）实验通过基于密度泛函表面（DFT）的AIMD模拟，系统地研讨了Fe2O3名义在不同溶剂化条目下的OER反馈经由，揭示了中间体的变化过头对全体反馈机制的影响。结尾炫夸，水溶剂对OER中间体及反馈旅途有权贵述用，影响了反馈的能源学和能量散播。

（3）究诘进一步建议，O2脱附在氧演化反馈中的重要作用，O2吸附可能会讳饰反馈位点的浮现并加多名义疏水性，从而导致不利的氧演化旅途。该发现为进一步优化Fe2O3光阳极材料提供了进军的表面依据。

（4）通过与实验不雅察结尾的对比，建议的反馈机制与现存实验数据高度一致，考证了AIMD模拟在预测水氧化反馈中的灵验性，为相识Fe2O3水氧化的实质及优化光电化学水见识性能提供了新的念念路。

图文解读

图1：Fe终局Fe2O3（0001）名义上氧演化反馈机制的暗示图。

图2：通过AIMD模拟笃定的非溶剂化Fe终局Fe2O3（0001）名义上氧演化反馈的中间体。

图3：非溶剂假名义上的HOMO电荷密度散播。

图4：非溶剂化Fe终局Fe2O3（0001）名义上氧演化反馈的解放能图，图中标识了缺欠条，即每个中间体从模拟轨迹中采样的一组快照的DFT能量轨范差。

图5：通过AIMD模拟笃定的溶剂化Fe终局Fe2O3（0001）名义上氧演化反馈的中间体。

图6：溶剂化Fe终局Fe2O3（0001）名义上氧演化反馈的解放能图，图中标识了缺欠条，即每个中间体从模拟轨迹中采样的一组快照的DFT能量轨范差。

图7：非溶剂化和溶剂化Fe终局Fe2O3（0001）名义的结构模子。

论断瞻望

本究诘揭示了赤铁矿（Fe2O3）光阳极在光电化学水见识中的氧演化反馈（OER）机制，尤其是Fe-终局Fe2O3（0001）名义的反馈旅途。通过AIMD模拟，咱们系统地识别了重要的反馈中间体，并比拟了非溶剂化和溶剂假名义上的机制相反。

究诘结尾标明，水溶剂对中间体的富厚性和全体反馈机制具有进军影响，且O2脱附在反馈经由中可能上演防备要脚色。该发现不仅深入了对Fe2O3-水界面的相识，也为联想高效的Fe2O3光阳极材料提供了新的念念路。此外，本文还强调了氢键收集在水氧化经由中的进军性，辅导异日应试虑在材料联想中加强与水溶剂的互相作用，以提高反馈着力。

总体而言，本文为探索和优化Fe2O3过头他光电化学材料的性能提供了表面指引，具有进军的科学价值与哄骗出路，有助于鼓动太阳能水见识时间的履行哄骗。

文件信息

Identifying key intermediates for the oxygen evolution reaction on hematite using ab-initio molecular dynamics. Nat Commun 15情色电影种子， 10411 (2024).