近日,梅俊教授课题组在国际知名期刊 Advanced Science 上发表题为“Beyond Sabatier: Multiplicate Spillover Phenomena for Manipulating Catalytic Dynamics in Various Electrocatalysis” 的综述论文,系统总结并提出了多重溢流效应在电催化反应动力学调控中的机理框架,为突破传统 Sabatier 原理约束提供了新的理论视角。
论文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202520177
电催化反应是可持续能源转化技术(如水电解、燃料电池及 CO2 电还原等)的核心基础,但其性能长期受限于 Sabatier 原理及吸附能标度关系,导致活性、选择性与稳定性难以兼顾。如何突破传统设计范式,实现反应动力学的本质调控,已成为电催化领域亟需解决的关键科学问题。

该综述从机理层面对氢溢流、氧溢流、羟基溢流及关键反应中间体溢流进行了系统归纳,阐明其在调控中间体吸附构型、降低反应能垒以及缓解吸附能标度约束中的内在作用机制。通过多组分界面协同,溢流过程可在不同活性中心之间实现“功能分工”,从而重塑速率决定步骤并优化整体反应动力学。进一步地,作者结合析氢、析氧、氧还原、二氧化碳还原及氮还原等典型反应体系,深入分析了多重溢流效应在电子结构调控、界面电荷重排及反应路径选择性中的关键作用,揭示了界面极化效应、动态活性位点及中间体跨界面转化之间的内在关联。该工作为突破 Sabatier 原理限制、构建新一代高效电催化体系提供了系统性的理论框架和研究思路,对推动电化学能源转换技术的发展具有重要意义。
河南大学纳米科学与材料工程学院为论文第一通讯单位,我院2025级博士研究生王迪和2024级硕士研究生董梓优为论文并列第一作者,河南大学梅俊和澳大利亚昆士兰科技大学Ziqi Sun教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、澳大利亚基金委、河南省自然科学基金、河南省科技研发计划联合基金和中国博士后基金项目的支持。