近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）化学与制药学部王金桂教授团队在电催化析氧反应方向取得重要成果。研究成果以“Intermediate-mediated *OH migration activates lattice oxygen in Co-CoO Schottky heterostructures for efficient oxygen evolution”为题，于2026年5月在国际知名期刊《Nano Today》（影响因子10.9）上在线发表。齐鲁工业大学（山东省科学院）化学与制药学部为第一通讯单位，学部2022级本科生郑书研为第一作者，王帅、崔敏及南洋理工大学赵彦利教授为共同通讯作者。
析氧反应是电解水制氢的关键半反应，但其缓慢的动力学和传统钴基催化剂中晶格氧难以激活的问题长期制约着能源转换效率。针对这一难题，团队巧妙设计了一种熔盐限域热解策略，以ZIF-67为前驱体，在氮掺杂碳基质中精准构筑了Co-CoO肖特基异质结。该独特结构通过界面电荷再分布，驱动吸附的*OH中间体从Co2+位点迁移至相邻晶格氧，从而绕过传统吸附演化机制的高能垒，成功激活晶格氧参与反应。实验表明，该催化剂在10 mA cm-2电流密度下仅需270 mV的过电位，综合性能超越商业IrO2及多数已报道的钴基体系。通过原位表征，团队提供了在钴基体系中晶格氧直接参与O-O键形成的确凿证据，证实了晶格氧机制的主导地位。密度泛函理论计算进一步揭示，由核壳晶格失配产生的压缩应变及肖特基结诱导的电荷重分布，使Co2+-OL位点的d带中心下移、Co-O共价键减弱，从而将*OH迁移能垒降至2.15 eV，实现了从传统吸附机制到晶格氧机制的关键跃迁。该工作不仅发展了一种高性能、高稳定的非贵金属析氧电催化剂，更提出了“中间体介导的OH迁移激活晶格氧”这一全新策略，突破了吸附-能量线性比例关系的限制。研究成果为过渡金属基电催化剂中晶格氧的激活提供了可操作的界面工程策略，对推动阴离子交换膜电解水等先进能源转换技术具有重要科学意义和应用价值。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2026.103078
本课题受到山东省自然科学基金、新加坡科技研究局专项研究资助计划等项目支持。