大湾区大学（筹）物质科学学院夏广杰研究员与校内外各课题组进行理论+实验合作，在催化领域研究中取得新进展。
工作一：OER电催化
夏广杰课题组与郭文翰课题组开展理论+实验联合研究，并与四川师范大学谢奉妤课题组、北京大学邹如强课题组合作，设计开发了一种自支撑型富氧缺陷Fe2O3/CeO2纳米异质结电极材料（Fe2O3@CeO2-OV），成功在铁基氧化物体系中实现了晶格氧机制（LOM）的OER催化。该电极表现出优异的OER活性和耐久性，特别是在工业大电流密度条件下和基于膜电极的流动池中依然具有较高活性。相关成果以“Activating lattice oxygen by a defect-engineered Fe2O3–CeO2 nano-heterojunction for efficient electrochemical water oxidation” 为题发表在国际著名期刊Energy & Environmental Science (IF 32.4)。该项目受到国家自然科学基金(No. 52203361, 22203041)，东莞市先进材料人工智能设计重点实验室（LAIDAM）等资助及支持。
理论计算表明：缺陷工程在CeO2纳米团簇表面生成大量氧空位缺陷（OV），诱发从CeO2到Fe2O3强烈的电荷转移。然而OV并非直接作为反应活性位点促进反应，而是通过异质结界面电子转移与结构转变促进了氧化物之间的相互作用，降低了LOM中晶格氧原子脱附自由能，从而促进了OER。这项工作为构建高性能氧化物异质结OER催化剂提供了一种新的策略，为低成本高效益的工业电解水提供了一种有前途的解决方案。
论文原文链接：https://doi.org/10.1039/d4ee01588f
工作二：CER电催化
夏广杰课题组与松山湖材料实验室刘利峰课题组开展理论+实验联合研究，使用“前体-预选择”笼封策略(“precursor-preselected”
cage-encapsulated strategy)，以合成Ir2双原子催化剂，用于氯碱电解过程中的关键阳极反应：析氯反应（chlorine evolution reaction, CER），其活性远高于同类单原子催化剂（SAC）。相关成果以“Atomically dispersed dinuclear
iridium active sites for efficient and stable electrocatalytic chlorine
evolution reaction” 为题发表在国际著名期刊Chemical Science (IF 7.6)。该项目受到中国科技部(批准号:22J4021Z311)、松山湖材料实验室(批准号:22J4021Z311) 、东莞市先进材料人工智能设计重点实验室等资助及支持。
DFT理论计算和AIMD模拟表明：独特的双核结构有利于Cl-离子从水溶液中吸附到催化剂位点，从而在单原子催化剂的基础上，进一步提高了CER的催化性能。该工作为双原子催化剂的实验合成方法与理论设计提供了新思路。
论文原文链接：https://doi.org/10.1039/d4sc01220h
