电催化活性描述符

电催化活性描述符（descriptor for electrocatalytic activity），理学-化学-物理化学-电化学-电子结构效应-电催化活性描述符，电催化反应活性中关键中间物种的吸附自由能。在多相催化过程中，存在基于经验性的萨巴蒂尔（Sabatier）原理：吸附太弱不利于吸附，吸附太强不利于脱附。随着计算化学的发展，人们发现，多数催化材料的催化活性（反应速率或相对活性）针对关键物种的吸附能呈现先上升后下降的趋势，即火山曲线原理。该原理要求最佳催化剂对中间态关键物种的吸附能不能太高也不能太低：吸附能太强不利于吸附粒子在表面迁移、接触和反应；太弱则会在反应之前脱附流失，都不利于提高催化活性。火山型曲线的根源是由“吸附过程引发表面活性位占据”这一自毒化效应造成的，它的存在可能体现为多相催化的基本属性。电催化反应是一类多相催化过程，电催化反应活性也遵循火山曲线原理。关键中间物种的吸附自由能被认为是电催化活性的描述符。通过火山曲线的建立，可以帮助初步筛选优异的电催化剂。针对氢析出（HER）、氧还原（ORR）和氧析出（OER）反应，给出了相应的火山曲线（见图）。