1. 考慮結構-活性關系可能不再足以合理設計活性持久的電催化劑，必須考慮與任何結構/原子重排有關的穩定性問題。2. 對于高活性和低成本的混合鎳鐵（MNF）催化劑，在恒電位OER之后，主要貢獻在于由Fe-Fe相鄰原子，而不是Ni-Fe相鄰原子。3. 對活性，穩定和低成本電催化劑的研究必須依靠具有時間或空間分辨率的合適技術，如XAS，DFT，XFM等。將水氧化為O2（氧氣釋放反應，OER）是實現能量轉換技術的關鍵反應，尤其是在可再生能源通過水電解合成H2的過程中。如今，研究人員正在尋找構效關系，以合理設計新的活性材料。在這種情況下，采用操作光譜學通常被認為是研究材料在進行所需反應時的行為的最有效策略之一。考慮結構-活性關系可能不再足以合理設計活性持久的電催化劑，必須考慮與任何結構/原子重排有關的穩定性問題。對活性，穩定和低成本電催化劑的研究必須依靠具有時間或空間分辨率的合適技術（或技術的組合）。電催化劑的活性和穩定性同樣重要，但是失活過程背后的原因仍未解決。深入了解該過程將有助于抑制失活并改善復活方案。有鑒于此，弗吉尼亞理工大學Feng Lin、天津大學Xi-Wen Du、阿貢國家實驗室Luxi Li 等人發展了一種具有高活性和低成本的混合鎳鐵（MNF）電催化劑。對此，米蘭大學Alessandro Minguzzi教授等人對此進行了評述。研究人員研究了高活性和低成本的混合鎳鐵（MNF）材料的低穩定性，由于它們在酸性介質中的高溶解度，因此只能將其使用限制在中性或更好的堿性溶液中：在恒定電位（恒電位OER）下放置15小時后，活性下降至?76％，但如果電位從對OER的活性值連續變化（循環）到更低值，該材料保持穩定，并在更長的時間內（16.7小時，500個循環）完全保留其活性。這一觀察將引發更深一步的研究。第一個假設是，潛在的循環允許反轉任何過程，從而導致恒電位模式下的活性喪失。使用同步加速器X射線熒光顯微鏡（XFM）收集主要的實驗證據，以繪制Ni / Fe分布圖，然后以恒定電勢OER使用或經過電勢循環后，繪制樣品上的Ni和Fe濃度。在第一種情況下，對收集到的圖像進行逐像素分析清楚地表明了相分離，其中Fe在恒電位條件下選擇性溶解，而Ni濃度凈增加。另一方面，在經過潛在循環的樣品中，盡管鐵的損失更高，但鎳的分布仍保持更均勻。顯然，質量損失不是活性下降的主要原因-這必須歸因于兩種成分在電極表面的分布。實際上，Ni的XAS光譜沒有變化，但是Fe清楚地表明在恒電位OER之后局部結構發生了嚴重變化，表明形成了FeOOH。XAS光譜通過小波變換（WT）進行分析，該小波變換是確定所選金屬中心（在此情況下為Fe或Ni）周圍原子的性質的有力工具，這證實了這一假設：在恒電位OER之后，主要貢獻在于由Fe-Fe相鄰原子，而不是Ni-Fe相鄰原子。有趣的是，在空氣中靜置48小時使樣品恢復后，后者的作用重新出現。還通過操作XFM監測了恒電位OER，進一步證實了Fe相偏析及其在靜置后的恢復。XAS和密度泛函理論（DFT）計算的結果表明，由于OER條件下Fe和Ni-O6八面體共存，導致高結構變形，從而導致Fe排出以減輕張力，然后在單獨的相中重新沉積為FeOOH。另一方面，在靜止狀態或較低電勢下，混合的Fe-Ni與單獨的系統具有非常相似的能量，并且朝向初始狀態進行結構重排的驅動力很低。在此基礎上，研究人員提出了一種電極再生的方案，該方案在OER期間插入相對較低電位的短時間，從而顯著延長了電極壽命。本文有助于加深對電催化劑穩定性的了解，并進一步證明了結合使用操作化學和計算化學技術來理解（從而遏制）性能損失的首要重要性。空間分辨技術展示了它們在突出材料動力學方面的力量。在不久的將來，尤其要考慮到能量轉換和存儲中對電化學裝置的需求不斷增長。未來的研究將致力于增加我們在這一領域的知識，要求使用具有高時間或空間（或兩者）分辨率的新的和先進的操作技術，并在計算化學的支持下采用新的數學工具進行數據精細化。原位掃描探針顯微技術，時間（低至飛秒至皮秒）和空間（低至納米）解析的同步加速器技術只是新興技術的一些示例，這些技術必將涉及實現這一目標。Alessandro Minguzzi. How to improve the lifetime of an electrocatalyst. Nature Catalysis,22020.DOI:10.1038/s41929-020-00509-6https://www.nature.com/articles/s41929-020-00509-6
