中國科學院大連化物所王軍虎研究員、河南大學劉太豐副教授、伊朗基礎科學高級研究學院/謝里夫理工大學Mohammad Mahdi Najafpour等報道通過原位表征研究NiFe氫氧化物的動態變化，發現高價態Fe在堿性體系OER反應中的重要作用。
發現沒有施加過電勢的情況，多個高價態Fe離子能夠穩定，甚至在OER反應96 h之后仍然穩定。通過57Fe處理Ni2+氫氧化物，能夠將Fe引入Ni2+氫氧化物的表面，但是沒有發現Fe4+物種參與電催化反應的決速步驟。這項研究結果表明體相Fe離子氧化，與Ni離子氧化類似形成的高價態Fe，起到電荷富集作用，但是Fe沒有參與OER催化反應中起到作用。
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這項研究結果為調控Fe的價態增強OER電催化性能提供新穎的策略。這項研究結果表明痕量高價態Fe離子能夠直接參與OER電催化反應過程。通過一系列原位表征，包括原位M?ssbauer譜，表征說明存在大量Fe4+離子，這種高價態Fe4+即使在沒有過電勢的情況仍然穩定。在200-300 mV區間進行OER電催化反應，許多Fe3+氧化為Fe4+是發生電荷累積的前體，這項結果表明說明少量高價態Fe離子參與OER反應過程。
參考文獻
Nader Akbari, Jafar Hussain Shah, Cejun Hu, Subhajit Nandy, Pavlo Aleshkevych, Rile Ge, Sumbal Farid, Changchang Dong, Liang Zhang, Keun Hwa Chae, Wei Xie, Taifeng Liu, Junhu Wang, Mohammad Mahdi Najafpour, A Hypothesis on the Function of High-Valent Fe in NiFe (Hydr)oxide in the Oxygen-Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418798
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202418798
