厦门大学JACS：OER新进展！
学术
2024-12-27 20:19
上海
NiFe催化剂在碱性条件下的析氧反应（OER）中的高效性而受到关注，但是人们对于NiFe具有优异性能的机理仍然不清楚。有鉴于此，厦门大学张华教授等报道掺磷镍铁纳米催化剂（NiFeP）上OER的分子机制和OER的结构-中间性能关系。NiFeP表现出优异的催化活性和稳定性，在1 M KOH和10 mA cm–2时，过电位仅为210 mV，在阴离子交换膜的水电解槽中达到1 A cm-2电流密度所需电池的电压仅为1.68 V。使用壳分离纳米粒子增强拉曼光谱SHINERS（shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy），结合微分电化学质谱和密度泛函理论，原位探测了NiFeP催化剂的OER过程中活性位点和中间体的演变。表征结果得到OER通过晶格氧介导机制进行的直接证据。值得注意的是，磷掺杂在稳定活性β-Ni(Fe)OOH的过程中起到关键作用，有助于*OH的脱质子化和O-O偶联形成*OO中间体。这项研究结果加深了对OER机制的理解，为设计具有更高效率和更强寿命的下一代OER催化剂提供了明确的途径。
Zheng-Xin Qian, Ge-Hao Liang, Liang-Fei Shen, Ge Zhang, Shisheng Zheng, Jing-Hua Tian, Jian-Feng Li, and Hua Zhang*, Phase Engineering Facilitates O–O Coupling via Lattice Oxygen Mechanism for Enhanced Oxygen Evolution on Nickel–Iron Phosphide, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c15847https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15847
