近日，美国普林斯顿大学Emily A. Carter教授等人发现β-羟基氧化镍（β-NiOOH）是一种有前途的析氧反应（OER）电催化剂，OER是水分解中较为困难的半反应。在这项研究中，他们回顾了原始β-NiOOH的两个最丰富的晶体学切面（0001）和（1010）的OER活性。使用混合密度泛函理论对这两个方面的各个活动位点进行建模，该模型在系统的电子描述中包括精确的非局部Fock交换的一部分。通过评估热力学OER的过电势，结果表明，在每个晶体学面上考虑的两个活性位点都表明OER活性彼此显着不同。然而，发现在两个小平面上计算出的最低OER过电势彼此相似，并且可与先前在β-NiOOH的（1211）小平面上的（1211）小平面上的4倍晶格氧配位的Ni位相的超电势相比较。这一发现表明，迄今为止研究的所有低折射率面都可能与实验观察到的原始β-NiOOH的OER活性有关。但是，这三个晶体学方面的最低过电势活性位点通过不同的机制起作用，这突出了考虑潜在电催化剂的每个晶体学方面的多个OER途径和中间体的重要性。具体而言，他们的工作表明，考虑到先前被忽略的活性位，过渡金属离子的氧化态，反应中间体和晶格氧稳定性，对于揭示原始β-NiOOH上具有最低的过电势至关重要。

Ananth Govind Rajan, John Mark P. Martirez, Emily A. Carter, Facet-Independent Oxygen Evolution Activity of Pure β-NiOOH: Different Chemistries Leading to Similar Overpotentials, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.9b13708

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.9b13708