析氧反應(OER)是可再生能源轉化為化學燃料過程中的一個關鍵反應。在眾多OER催化劑中，3d過渡金屬氧化物(TMO)基催化劑(晶體結構主要是由八面體(O_h)MO₆單元或/和四面體(T_d)MO₄單元構成)由于其低成本和良好的催化性能而備受關注。然而，大多數TMO通常只有一個配位位點是主要的活性位點，并且它們的導電性差也限制了其用于催化OER。最近，研究人員發現了一種蜂窩狀ABMo₃O₈，其具雙配位位點和良好的導電性。然而，目前還不清楚哪些位點對于OER是活躍的，以及如何激活它們，因此有必要詳細了解ABMo₃O₈的結構-性質關系。

基于此，伍倫貢大學程振祥、李曉寧、格里菲斯大學王云、中國科學技術大學陸亞林和傅正平等制備了Fe_xCo_10-xMo₁₅O₄₀(5個FeCoMo₃O₈單位)，記為Fe_xCo_10-x(x=0，2，5，8和10)。電子結構和配位環境分析表明，Fe²⁺傾向于占據O_h位，而Co²⁺傾向于占據T_d位，且兩者都處于高自旋態(Co²⁺ e⁴t₂³，Fe²⁺ t_2g⁴e_g²)。

此外，理論計算表明，由于Fe_xCo_10-xMo₁₅O₄₀中Fe²⁺的O_h優先占據以及T_d和O_h位點的交替分布，有利于形成不對稱Fe-O-Co位點，這種直接的Td-O-O_h連接導致形成異核金屬原子對，促進了異核金屬原子的相互作用，產生協同效應并優化中間體吸附。

同時，因為連接氧陰離子的Fe²⁺(O_h)和Co²⁺(T_d)都處于HS態，在晶格中建立了快速自旋極化的電子轉移通道，這有利于在電催化過程中促進催化劑內部更快的電荷傳輸，導致優良的OER活性。因此，最優的Fe₅Co₅在10、50和100 mA cm^?2電流密度下的過電位分別為308、340和361 mV，Tafel斜率為43.7 mV dec^?1；并且該材料在10 mA cm^?2的電流密度下連續運行100小時和經過5000次CV循環后活性仍然保持穩定。

總的來說，這項工作詳細闡述了催化劑的原子幾何構型和電子構型對催化活性的影響，為利用協同工程設計OER催化劑提供了理論指導。

Simultaneous Activation of Different Coordination Sites in Single-Phase FeCoMo₃O₈ for the Oxygen Evolution Reaction. ACS Energy Letters, 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01747