影响催化活性的主要因素：位点密度、TOF和可接近性

有几个主要因素影响着催化活性：活性位点数量，以位点密度（SD）[位点克−1]表示；位点的催化活性，以TOF [电子位点−1秒−1]表示；以及反应物（氧气、质子和电子）对催化位点的可接近性[1]。这些参数相互交织且与电位有关。这可以通过以下例子来说明：在低电压（高电流密度）下，氧气的质量传输可能限制最大电流密度，因为反应速率超过了氧气向活性位点的通量。另一方面，在高电压（> 0.8 V）下，氧气供应足够快，但一些位点可能仍然对反应物物理上不可接近，即使存在这些位点也不会产生任何电流[1]。电化学可接近SD（EASD）定义为可接近质子和氧气的位点的SD，换句话说，只有能够参与反应的位点。它被提出来区分在催化剂中发现的总SD和通过外部方法测量的反应物可接近分数的EASD：需要一种原位方法。

正如注意到的，在高电压下（低过电势），电流密度受ORR动力学和可接近位点数量的限制（分别是TOF和EASD，其中TOF来自EASD）[35]。动力学电流密度是材料科学家的重要定量工具，他们可以根据这个参数设计、测试和比较催化剂。必须指出的是，即使在理想情况下，只有一种类型的催化位点，反应与活性位点的一阶反应，这个测量也不能用于获得关于催化反应位点数量或TOF的绝对定量知识。尽管如此，这个参数在ORR催化剂的开发中非常重要。