近日，华南理工大学环境与能源学院陈燕教授团队及其合作者的最新成果在Nature Communications上发表。该成果采用钙钛矿双氧化物PrBa_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O_5+δ作为模型系统，通过调节晶体取向和相关的质子扩散促进了质子耦合电子转移过程，进而有效提高了催化剂OER活性。

该工作中，研究者利用脉冲激光沉积技术在 LaAlO₃上制备出（100）、（110）和（111）表面取向的单晶 PBSCF 薄膜。电化学测试、密度泛函理论计算和近常压X射线光电子能谱分析结果表明，OER活性和去质子化的容易程度取决于晶体取向，并且遵循（100）>（110）>（111）的顺序。该研究提出了一种提高质子耦合电子转移过程和OER活性的新颖方法。由于在能源、环境和生物等领域中，质子耦合电子转移是一个广泛存在于化学、生物学和物理学体系中的基元反应，普遍存在于在光合作用、呼吸作用、燃烧过程、燃料电池、太阳能燃料、催化及有机合成过程中的化学能量转化与储存过程，该方法也可以应用于绿色能源和环境领域的其他关键应用中。

　　该成果题为“Tuning proton-coupled electron transfer by crystal orientation for efficient water oxidization on double perovskite oxides（晶体取向调控质子电子耦合过程提高双钙钛矿材料的电解水催化性能研究）”，第一署名单位为华南理工大学，第一作者是华南理工大学环境与能源学院博士生朱云敏，共同通讯单位有台湾交通大学、佐治亚理工大学。该研究得到了国家自然科学基金、广东珠江人才引进计划项目、制浆造纸工程国家重点实验室支持。

附：论文链接

　　Zhu, Y., He, Z., Choi, Y. et al. Tuning proton-coupled electron transfer by crystal orientation for efficient water oxidization on double perovskite oxides. Nat Commun 11, 4299 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-17657-9

　　团队介绍

陈燕教授研究团队专注的应用领域包括：高温电化学器件（SOFC、SOEC）；电化学生物质（气）高效定向转化；水、气污染物（电）催化降解；材料辐照效应及辐照改性研究等。课题组网站：http://www2.scut.edu.cn/yanchen/。

陈燕，教授，博士生导师，入选高层次引进人才计划、广东省“珠江人才计划”青年拔尖人才。在Nature Comm.、ACS Nano、Adv. Sci.、Energy & Environ. Sci.、Chem. Soc. Rev.、Adv. Fun. Mater.等国际知名期刊上相继发表了50余篇论文；申请/授权了国家发明专利10余项；主持了国家自然科学基金委青年项目及面上项目、广州市科技计划、企业横向课题等多项科研项目。曾获得国际固态离子学会“青年科学家奖”。