水电解作为一种实现绿色、清洁和碳中性的氢生产技术越来越受到人们的关注。然而，阳极析氧反应(OER)涉及四电子-质子耦合过程，其缓慢的反应动力学限制了水电解的能量转换效率。
近年来，过渡金属基化合物已被广泛报道作为碱性OER催化剂。由于在碱性介质中反应过程中不可逆和不可避免的动态相重构，上述催化剂被称为预催化剂，原位转化的金属(氧)氢氧化物是有效的活性物种。
然而，复杂的重构过程使得真正的活性中心和OER机理难以捉摸，阻碍了电催化性能的进一步提高。因此，确定预催化剂与金属(氧)氢氧化物之间的相互关系以调节活性组分的性质对于设计高效、低成本的催化剂具有重要意义，但仍然具有挑战性。
近日，中国科学技术大学刘庆华、张秀秀和河南大学Wu Donghai等通过对Co3O4进行磷化成功地制备了一系列CoP纳米棒(NR)。磷化过程中的Kirkendall效应是一种在耦合材料界面上的非平衡互扩散过程，它可以调节CoP NR预催化剂的晶格应变。
为了避免部分重构对催化剂精细结构的影响，采用计时电位法将CoP NR预催化剂完全转化为CoOOH纳米片(NS)。基于XAFS和SR-FTIR分析结果，发现具有晶格应变的CoP纳米棒预催化剂的不可逆相变可以调节原位形成的CoOOH纳米片的结构畸变。
性能测试结果显示，最优的CoP20 NR催化剂在碱性条件下达到10 mA cm-2电流密度所需的OER过电位为266 mV，Tafel斜率为46.77 mV dec-1。并且，该催化剂在10 mA cm-2下能够连续稳定运行约200小时，在100 mA cm-2下电解80小时后过电位仅增加75 mV，显示出良好的稳定性。
XAFS和SR-FTIR分析结果表明，继承初始Co-P键的拉伸Co-O键缩短了CoOOH中的Co-Co配位距离，从而在催化剂第二壳层中留下适当的双金属原子距离以直接触发O-O偶联。综上，这项工作不仅提供了一种通过晶格应变来调节OER性能的策略，而且还阐明了催化剂的结构和组分演化对电催化反应活性的影响。
In-situ transcribed local coordinations from CoP nanorods pre-catalyst for efficient electrocatalytic oxygen evolution. Nano Energy, 2024. DOI: 10.1016/j.nanoen.2024.110414
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