Engineering Orbital Hybridization in Advanced Electrocatalysts for Energy Conversion: Fundamentals, Modulations, and Perspectives

材料科学 分子轨道 原子轨道 轨道杂交 非键轨道 电催化剂 纳米技术 分子轨道理论 化学物理 碎片分子轨道 轨道重叠 价(化学) 化学 电化学 电极 物理 分子 电子 量子力学
作者
Xian‐Wei Lv,Jiaxing Gong,Shuyu Wang,Xuhuan Yan,Congkai Sun,Xiuli Hu,Zhuangzhuang Lai,Yuping Liu,Haifeng Wang,Zhong‐Yong Yuan,Jianxin Geng
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (30) 被引量:71
标识
DOI:10.1002/aenm.202501129
摘要

Abstract Catalytic coordinates are essentially the dynamic interactions of frontier orbitals when interacting with electrocatalysts and adsorbates under optimal reaction conditions. Flexible modifications in orbital hybridization enable intrinsic control over both the thermodynamics and kinetics of electrochemical reactions. However, systematic depictions of this phenomenon in electrocatalysis are currently lacking, despite being extremely important. In this tutorial review, a comprehensive interpretation of orbital hybridization involved in the catalyst system and its role in electrocatalysis is provided. This review starts with the fundamentals of orbital hybridization, covering basic theories (valence bond theory, hybrid orbit theory, molecular orbital theory, and frontier orbital theory), classifications (binary‐ and multi‐orbital interactions), and descriptors (such as orbital overlap degree, energy level matching, and Fermi energy level). It further introduces the key roles of orbital hybridization in manipulating the intrinsic activity, selectivity, and stability of electrocatalysts, as well as extending the device lifespan. Recent advances in tuning orbital hybridization for enhanced electrochemical reactions (e.g., HER, OER, ORR, NRR, and CO 2 RR) through various strategies (external field modulation, electronic structure modulation, geometric structure modulation, and coordination microenvironment regulation). Challenges and perspectives for future research related to orbital hybridization are discussed at the end.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
淡定绮玉完成签到,获得积分10
刚刚
Desire发布了新的文献求助10
刚刚
OK应助安然采纳,获得50
1秒前
知行合一完成签到,获得积分10
1秒前
yuwan发布了新的文献求助10
2秒前
英姑应助seven采纳,获得30
2秒前
夜猫子发布了新的文献求助10
2秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
伶俐茗茗应助y2102223232采纳,获得10
2秒前
2秒前
打打应助科研通管家采纳,获得20
3秒前
3秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
缠流子发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Huyang应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
goodsharpless完成签到,获得积分20
4秒前
Hello应助abc采纳,获得10
4秒前
丶惑发布了新的文献求助10
4秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Geass发布了新的文献求助30
5秒前
囡囡完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Stargazings发布了新的文献求助10
6秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
7秒前
DKJ应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
研友_VZG7GZ应助啾啾尼泊尔采纳,获得10
7秒前
Semy应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Avalonx应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得100
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6977917
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8657009
关于积分的说明 18354187
捐赠科研通 6439399
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3091961
关于科研通互助平台的介绍 2148073
邀请新用户注册赠送积分活动 2068475