：电催化吸附能巴蒂尔原理DFT吸附自由能d吸附能作为描述反应中间体与催化剂表面结合强度的核心物理量，其大小直接决定反应路径的能垒分布与整体速率，而这种关联的本质可通过萨巴蒂尔原理得到清晰阐释。
该原理指出，具体而言，若吸附过弱，反应中间体与催化剂表面的结合力不足，导致反应物难以被有效活化，此时即使施加较高过电势，反应速率仍受限于缓慢的解离步骤。
会过度稳定地吸附在活性位点上，难以脱附参与后续反应，导致催化剂表面被覆盖而“中毒”DOI：10.1093/nsr/nwx119
作为直观体现这一关系的工具，以横轴表示吸附能，纵轴表示催化活性，曲线峰值对应最佳吸附强度：此时中间体的吸附与脱附能力达到平衡，各基元步骤的能垒分布均匀，反应速率最快。
HER这种过电势（η）作为衡量电催化反应动力学阻力的核心指标，其大小直接由反应中间体的吸附强弱决定，种关联可通过动力学方程与实际反过电势定义为实际施加电位与热力学平衡电位的差值，主要源于活化损失，其动力学特性由方程描述：j=j₀[exp (αnFη/RT)-exp(-(1-α) nFη/RT)]，其中j₀为交换电流密度，与中间体吸附能密切相关——j₀越大，反应动力学越优，过电势越小。
过电势OH在弱吸附区域，反应物活化能垒过高，需通过提高过在最佳吸附强度区域，中间体的吸附与脱附能力达到平衡，各基元步骤能垒分布均匀j达到最大值，过电势最小，例如Pt₃Ni合金通过调控电子结构，使OH吸附能从纯Pt的-0.5 eV优化至-0.3 eV，ORR过电势降至0.3 V，活性提升显著。
Co-N-CODFT计算密度泛函理论（）作为量化吸附能与过电势关联的核心工具，通过计算关键参数与模拟反应路径，为揭示吸附强度的调控机制提供了原子级视角，其应用流程与核心参数构成了完整的理论分析框架。
*O吸附能、*H吸附能等，是构建火山H≈。
线性比例关系是计算中发现的重要约束，即不同中间体的吸附能存在线性关联OOOH的吸附能，导致OER过电势无法突破0.3 V。
DFT可分为四个关键步骤：首先优化催化剂表面构型，确保模型贴近实际结构；其次计算各中间的吸附态能量，通过结构弛豫获得最稳定吸附构型；接着绘制反应自由能图，识别决速步及其自由能变；最后根据公式估算过电势。
Chen通过精准调控中间体吸附能，实现了尿素电合成的低过电势突破，为理解吸附强度与催化性能的关联提供了典范。
该研究的核心目标是在常温常压下将与CO₂在水中耦合生成尿素，传统催化剂因无法平衡N₂活化与CO中间体脱附的矛盾，过电势普遍高于1.5 V，而该工作设计的双原子位点催化剂通过差异化吸附调控，将过电势降至0.17 V，法拉第效率达64.3%。
DF计算表明，Fe位点对N₂的吸附能较弱，利于N≡N键的解离，解决了N₂活化困难的问题；Co位点对CO的吸附能适中，既保证CO的有效吸附以参与C-N偶联，又避免过强吸附导致的CO中毒。
过电势优化的关键在于通过自由能图分析确定决速步：DFT计算显示，N₂→的质子化步骤为RDS，其ΔG_max=0.89 eV，根据公式η=0.89/1-0.72=0.17 V，与实验测量的0.18 V高度吻合。
N₂H该案例的价值活性位点对关键中间体的吸附能，突破单一位点的吸附平衡限制，为复杂多步反应的过电势优化提供了可复制的范式。
电催化领域关于吸附能与过电势关联的前沿研究，正聚焦于突破线性比例关系是当前的核心挑战，传统催化剂因中间体吸附能的线性关联位点或应变表面实现解耦：非对称位点中，对O的强吸附与Ni对的弱吸附形成互补，使ΔG_*OOH-ΔG_*O的差值从3.2 eV降至2.8 eV，OER过电势降低0.04 V；应变表面通过晶格畸变改变d带中心，使ΔG_*OH与ΔG_*O的线性关系偏离10%，ORR活性提升2倍。
DFT表面增强拉曼光谱可实时监测中间体的振动峰变化，如在中，随着电位升高，*OH的特征峰强度先增后减，反映其覆盖率随过电势的动态变化，与DFT模拟的吸附能演变趋势一致。
机器学习加速筛选通过构建吸附能数据库与预测模型，大幅提升研发效率：基于型可预测新型催化剂的ΔG_*O，误差，将筛选时间从数月缩短至数天；主动学习策略通过迭代选择高信息密度样本，进一步提升模型泛化能力，已成功从10⁵种合金中筛选出3种ORR过电势的材料。
这些前沿进展不仅深化了对吸附能调控机制的理解，更为突破传统催化活性极限提供了新工具，推动电催化研究向更高精度、更高效率的方向发展。
总结
最佳吸附强度使中间体的吸附与脱附能力达到平衡，各基元步骤能垒分布均匀，此时交换电密度泛函理论d经典案例表明，精准调控吸附能可使复杂反应的过电势突破传统极限，验证了理论设计的有效性。
未来研究需进一步融合多尺度模拟与原位表征，深入理解动态界面的吸附演化规律，同时发展更通用的吸附能解耦策略，最终实现电催化剂的精准设计——从原子级调控吸附能到宏观性能优化的全链条可控，为高效能源转化技术（如电