Os espinélios representam candidatos promissores para eletrocatálise de energia limpa devido à sua abundância e ajustabilidade da estrutura eletrônica. No entanto, a sua atividade catalítica intrínseca permanece limitada. Esta revisão analisa as correlações fundamentais entre estrutura eletrônica e desempenho catalítico em eletrocatalisadores à base de espinélio. Ele elucida os papéis críticos da geometria de coordenação, por exemplo, locais tetraédricos vs. octaédricos, e a configuração eletrônica de centros metálicos ativos, incluindo posição central da banda d e estado de spin. As aplicações dessas estratégias de modulação de estrutura eletrônica em reações eletrocatalíticas, abrangendo a reação de evolução de oxigênio, reação de redução de oxigênio, reação de evolução de hidrogênio, reação de redução de nitrogênio, reação de redução de nitrato, reação de redução de dióxido de carbono e reação de oxidação de uréia foram analisadas posteriormente. Sintetizando insights desses diversos sistemas de reação, esta revisão propõe um paradigma de design common para eletrocatalisadores de espinélio eficientes: engenharia de coordenação, otimização do centro da banda d, modulação do estado de rotação. Finalmente, são delineados os desafios no controle do estado eletrônico e as futuras fronteiras de pesquisa, fornecendo uma estrutura mecanicista robusta para o projeto racional de eletrocatalisadores de espinélio para tecnologias energéticas sustentáveis.
Aguarde enquanto carregamos seu conteúdo…