氧化

基于这一热力学引导的科学认识，研究团队提出了一种"热力学引导+结构协同"的创新设计理念：顺应元素氧化的热力学规律，利用Hf的优先氧化在材料表面原位形成高熔点的HfO2稳定骨架，同时借助后续Si、B氧化产生的粘性液相（SiO2和B2O3）填充和愈合表面缺陷，构建致密的多层复合氧化保护层。

这一热力学序列揭示了这些元素氧化的优先顺序，铪作为最优先氧化的元素，天然地承担了构建热防护第一道防线的角色。

Ellingham图从热力学角度提供了理解多元陶瓷氧化行为的确定性框架，其核心思想在于：不同元素的氧化倾向存在天然的优先级差异，这种差异可以被巧妙地转化为材料设计的指导原则。

电压—时间曲线显示，P-DA电极在运行初期具有一个与多巴胺氧化相关的低电压平台，随后进入较长时间的稳定工作阶段。

研究还观察到，P-DA电极在持续工作约40分钟后，其初始明显的多巴胺氧化还原峰逐渐减弱。

CIP主导的电解液在正极表面形成薄而致密的CEI层，且有效抑制晶间裂纹与电解液氧化。

与此同时，高镍正极在高电压(≥4.5V)工况下表面氧化活性显著增强，加剧了电解液的氧化分解以及正极材料衰退。

LLOs的高容量来源于阴离子和阳离子协同的氧化还原化学，这要求充电截止电压高达约4.8V，远超常规碳酸酯电解液的氧化稳定窗口。

为排除正极侧电解液氧化干扰，以Li₄Ti₅O₁₂为对电极，将电压窗口下移至电解液稳定区间。

与此同时，碘物种氧化还原反应动力学较慢，限制了电池的倍率性能和循环寿命。

其中，Co-N₂位点选择性活化醛基驱动连续羧酸化，而Co₄团簇则增强氧活化以加速羟甲基氧化。

实验结果表明在含有呋喃环和羟甲基的糠醇氧化制糠酸的反应中，Co-N₂/Co₄催化剂同样表现出最高活性，而选择性移除Co₄团簇会导致糠酸产率下降8.69%，且未转化的中间体主要为糠醇，这直接证明了Co₄团簇对羟甲基氧化步骤的通用性促进。

而对于关键的羟甲基氧化过程，单纯的Co单原子催化剂能垒较高(ΔG>0.221eV)；

而邻近的Co₄金属团簇则显著加速关键中间体HMFCA中羟甲基的氧化步骤。

这些数据清晰地揭示了双位点的功能分工：Co-N₂位点专精于驱动醛基的连续氧化，而相邻的Co₄团簇则特异性加速羟甲基的氧化，两者协同确保了HMF到FDCA多步串联反应的高效与完整。

DFT计算还显示，Pt=O物种在热力学上有利于将GSH氧化为GSSG，说明其具备重塑肿瘤细胞氧化还原状态的能力。