水電解有望通過無碳工藝將電力轉化為氫能,其廣泛應用在很大程度上取決于陽極析氧反應(OER)的效率。過渡金屬基OER催化劑滿足了長期發展對成本效益的要求,可以通過多種能帶電子結構調節方法來提高其性能。江蘇海洋大學楊濤提出了一種多雜化策略,即同時強調p-d、s-sp和d-d雜化,這有效指導了釩(V)、硼(B)-FeNiP催化劑的設計。
本文要點:
1) 密度泛函理論分析揭示了多重雜化的存在,以及鐵和鎳在雜化強度、能帶結構和界面電荷轉移方面的差異。在雙B、V摻入后,Fe和Ni位點同時優化到最高性能。
2) 因此,VB-FeNiP催化劑顯示出優異的OER性能,塔菲爾斜率為57.64 mV dec?1,在100 mA cm?2下的過電勢為175 mV,穩定性極佳。該工作強調了過渡金屬基催化劑設計中多重雜化的協同效應,并將引發基于調節能帶結構的有效方法來開發高性能OER催化劑。
Hongyan Zhang et.al Multihybridization for Enhancing Fe-Ni Bimetal Electrocatalyst in Water Oxidation Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403464
https://doi.org/10.1002/aenm.202403464