析氧反應(OER)對可再生能源轉換技術至關重要,但催化劑的結構活性關系和潛在催化機制尚未完全了解。
浙江農林大學Yong Hu、挪威東南大學Hao Huang和浙江師范大學Haiyan Wang等證明了通過陽離子和陰離子的雙重摻雜同時實現晶格氧活化和增強局部電場來促進OER的策略。
本文要點:
(1)
作者構建了鐵和氟共摻雜的CoO納米針的粗糙陣列,并在500mA cm-2下獲得了277 mV的低過電位。雙摻雜的Fe和F可以協同調節CoO的電子性質,從而改善金屬-氧共價性和受激晶格氧活化。特別是,鐵摻雜引起尖端增強和鄰近效應的協同效應,這有效地濃縮了OH離子,優化了反應能壘并促進了O2解吸。
(2)
這項工作展示了一種耦合晶格氧和局部電場的概念策略,以實現有效的電催化水氧化。
參考文獻:
Ye, P., Fang, K., Wang, H. et al. Lattice oxygen activation and local electric field enhancement by co-doping Fe and F in CoO nanoneedle arrays for industrial electrocatalytic water oxidation. Nat Commun 15, 1012 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45320-0
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45320-0