OER反应通常经历多步四电子过程，具有复杂的机制和动力学，阻碍了高效低成本电催化剂的设计和开发。OER催化机制可以大致分为两类：晶格氧氧化机制(LOM)和传统吸附质演化机制(AEM)。其中，LOM途径消除了*OOH中间体的形成，绕过了*OH和*OOH吸附能量的线性关系，从而增强OER动力学。但是，在反应过程中晶格氧参与时不可避免地形成可溶性中间体(MO42-)，这导致晶体结构降解和催化剂浸出。
迄今为止，OER催化剂设计策略主要集中在优化含氧中间体的吸附，这种方法以牺牲活性为代价来诱导AEM。最近的研究发现，晶格缺陷可以为分子吸附提供配位不饱和位点。然而，在晶格缺陷对含氧中间体强吸附的情况下，催化剂实现连续吸附和解吸是具有挑战性的。因此，确保催化剂包含有利于含氧中间体吸附的缺陷位点，以及辅助位点来促进脱质子步骤，有望改变催化机制，从而增强催化剂活性，实现活性和稳定性之间的平衡。
Cu基硫化物由于其层状结构和显著的可塑性，有望通过缺陷工程激活惰性基面。同时，OER过程中动态重构的高价Cu物种具有强烈的氧亲和力。因此，促进铜硫化物中富缺陷特性的发展，并将表面重构引向高价Cu物种，预计将通过调节Cu-O共价键来优化相邻缺陷位点的去质子能力，最终实现一个平衡的OER过程。
近日，东南大学彭生杰、安徽师范大学王广凤和南京航空航天大学李林林等通过简单地将碘阴离子(I)掺杂到CuS晶格矩阵中，可以显著控制动态表面重构，从而为OER创造有效的活性位点。
异位/原位光谱测量表明，I诱导的缺陷和弱配位Cu-S键促进了重建表面Cu2+到Cu3+的氧化；同时，缺陷诱导的氧空位(VO)为有效的OH–吸附提供了空间位点，并作为随后OER循环的真正活性位点，改变了反应途径，从传统的AEM转变为氧空位氧化机制(OVOM)。
结合光谱表征和理论计算结果，研究人员发现高价Cu3+物种作为辅助位点，显著增强了Cu-O键的共价性，并加速OH*脱质子以平衡整个氧化反应过程。此外，I位点通过加速水解，大大提高了HER的活性。
基于这些优势，研究人员们构建了一种双功能电极用于组装膜电极极组体(MEA)电解槽，该电解槽在1 A cm-2电流密度时的电池电压仅为1.65 V，并在500 mA cm-2下连续稳定运行超过480小时。
总的来说，该项工作通过构建缺陷位点和高价态金属物种，实现了OH–的吸附和去质子化，保证了OER反应活性和稳定性之间的平衡。
Iodine-induced redirection of active sources in Cu-based catalysts during efficient and stable water oxidation. Journal of the American Chemical Society, 2025.04.24. DOI: 10.1021/jacs.5c01897