析氧反應(OER)對于可再生能源轉換技術至關重要,但催化劑的結構-活性關系和潛在的催化機制尚未完全了解。
在此,浙江師范大學Haiyan Wang,挪威東南大學Yong Hu,浙江農林科技大學Hao Huang展示了一種通過陽離子和陰離子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。
文章要點
1)研究人員構建了 Fe 和 F 共摻雜 CoO 納米針的粗糙陣列,并在 500 mA cm?2 下實現了 277 mV 的低過電勢。雙摻雜的 Fe 和 F 可以協同調整 CoO 的電子特性,從而提高金屬-氧共價性并刺激晶格氧活化。
2)特別是,Fe摻雜引起尖端增強和鄰近效應的協同效應,有效地集中OH?離子,優化反應能壘并促進O2解吸。
這項工作展示了一種耦合晶格氧和局部電場以實現有效電催化水氧化的概念策略。
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).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45320-0