一、研究背景
尖晶石氧化物已成为氧析出反应 (OER) 的高活性催化剂。然而，由于共价竞争，尖晶石氧化物上的 OER 过程通常遵循艰难的吸附质演化机制 (AEM) 路径。
二、主要创新点和结论
1. 在此，作者提出了一种新颖的稀土位点取代策略来调节尖晶石氧化物的晶格氧氧化还原并绕过 AEM 缩放关系限制。以 NiCo2O4 为模型，将 Ce 掺入八面体位点会诱导 Ce-O-M (M: Ni, Co) 桥的形成，从而触发 NiCo2O4 中的电荷重新分布。
2. 开发的 Ce-NiCo2O4 表现出显著的 OER 活性、低过电位、令人满意的电化学稳定性以及在阴离子交换膜水电解槽中的良好实用性。
3. 理论分析表明，与纯NiCo2O4相比，Ce-NiCo2O4表面的OER遵循更有利的晶格氧机理（LOM）途径和非协同质子-电子转移，这通过pH依赖性行为和原位拉曼分析进一步证实。18O标记电化学质谱直接证明了OER过程中氧来源于Ce-NiCo2O4的晶格氧。研究发现，Ce 4f态的电子离域通过Ce-O-M桥触发NiCo2O4中的电荷重新分布，有利于Ni-O键在[Ce-O-Ni]位的反键态占据，从而激活OER中NiCo2O4的晶格氧氧化还原。
三、文献信息
Xuan Wang,
Importing Atomic Rare-Earth Sites to Activate Lattice Oxygen of Spinel Oxides for Electrocatalytic Oxygen Evolution
Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202415306.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202415306
