含鐵過渡金屬（羥基）氫氧化物是堿性介質(zhì)中高活性的析氧反應(yīng)（OER）電催化劑，在許多材料體系中普遍存在。（氧）氫氧化物中Fe位點的復(fù)雜性和動態(tài)性減緩了人們對Fe基活性位點如何以及在何處形成的理解，而這些信息對于設(shè)計具有更高活性和穩(wěn)定性的催化劑和電解質(zhì)至關(guān)重要。
近日，俄勒岡大學(xué)Shannon W. Boettcher，以色列理工學(xué)院Maytal Caspary Toroker發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)中的Fe物質(zhì)在何處/如何結(jié)合到主體Ni或Co（羥基）氫氧化物中取決于主體材料的電化學(xué)歷史和結(jié)構(gòu)特性。
文章要點
1）與電勢循環(huán)期間相比，在經(jīng)過名義上的Ni2+/3+氧化還原波后，在陽極電勢下，從加鐵電解質(zhì)中摻入Ni(羥基)氫氧化物的Fe明顯減少。
2）在恒定陽極電位下吸附的Fe在350mV過電位下產(chǎn)生令人印象深刻的高每Fe OER轉(zhuǎn)換頻率(TOFFe)，約為40 s?1，研究人員將其歸因于配位不足的“表面”Fe。
3）通過系統(tǒng)地控制表面Fe的濃度，研究人員發(fā)現(xiàn)TOFFe隨Fe濃度線性增加。這表明隨著Fe濃度的增加，OER機制發(fā)生變化，這與FeOx團簇中涉及Fe協(xié)作位點的機制一致。
參考文獻
Ou, Y., Twight, L.P., Samanta, B. et al. Cooperative Fe sites on transition metal (oxy)hydroxides drive high oxygen evolution activity in base. Nat Commun 14, 7688 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43305-z
