通過同時活化金屬和晶格氧,構筑多種機理的OER催化劑能夠提供豐富的活性位點和催化活性/穩定性,但是如何實現具有非常大的挑戰。
有鑒于此,武漢理工大學木士春教授等報道通過NiMoO4·xH2O@Fe,S在OER電催化反應過程中的結構重構,形成Fe和S雙重位點NiFeOOH@SO4,因此能夠實現吸附劑轉化機理和晶格氧的氧化雙重機理。
本文要點
(1)
通過原位光譜/質譜表征和化學探針分子表征技術,發現金屬/氧位點同時得到優化。通過理論計算,揭示Fe能夠促進吸附物轉化機理的OER反應動力學,S能夠激活晶格氧的活性,導致O 2p能帶上升,增強d-d庫倫相互作用,降低金屬-氧化學鍵,改善中間體吸附能。
(2)
通過這種多重機理策略R-NiFeOOH@SO4能夠在過電勢為251±5/291±1 mV達到100/500 mA cm-2電流密度,而且能夠穩定300 h。這項工作有助于理解OER機理和設計高性能的OER電催化劑。
參考文獻
Luo, X., Zhao, H., Tan, X. et al. Fe-S dually modulated adsorbate evolution and lattice oxygen compatible mechanism for water oxidation. Nat Commun 15, 8293 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52682-y
https://www.nature.com/articles/s41467-024-52682-y