电解水是一种很有前途的制备高纯度氢的策略，但受到高额电力成本的限制。开发一种活性高、价格低的析氧反应(OER)电催化剂是降低水电解成本的必要手段。调节催化剂电子结构可以是提高其活性的有效策略。

有鉴于此，格里菲斯大学姚向东教授、澳大利亚昆士兰大学朱中华教授和青岛大学杨东江教授等人，有缺陷的铁钴氧化物(FeCoO x‐Vo)纳米薄片的氧空位被均匀分布的硫原子修饰。

本文要点

1）DFT计算表明，利用S修饰Vo以形成Co（Fe）-S配位可以最有效地调节Co位点的局部电子结构，从而显着提高FeCoOx的OER活性。XAS证明了S原子可以通过形成CoS配位来稳定Vo，并从邻近的Co-O物种中夺取O原子以形成额外的Vo。S原子不仅可以有效地稳定氧空位（Vo），而且还可以与Vo中的Co活性位点形成Co-S配位，从而可以调节活性位点的电子结构，从而使FeCoO x-Vo-S表现出优异的OER活性。

2）值得注意的是，在1.0 M KOH中，FeCoO x‐Vo‐S在电压为1.5 V vs RHE时的质量活动为2440.0 Ag^‐1，是RuO₂(96.0 Ag^‐1)的25.4倍。同时，其Tafel斜率可低至21.0 mV dec^-1，表明其具有出色的电荷传输速率。

3）当FeCoO x‐Vo‐S（阳极催化剂）与有缺陷的CoP₃/Ni₂P（阴极催化剂）结合用于整体水分解时，电流密度达到249.0 mA cm^‐2和406.0 mA cm^‐2的电池电压分别为2.0 V和2.3 V，优于RuO₂‖Pt-C和大多数报道的催化剂。

总之，该工作表明，通过对含原子非金属的铁钴氧化物纳米片中的Vo进行可控修饰，可以有效地调整活性位点的局部电子结构，从而提供有效而稳定的整体水分解活性，为工业化制氢开辟了新的途径。

参考文献：

Xiangdong Yao et al. S‐modified oxygen vacancies in iron‐cobalt oxide nanosheets: Enabling extremely high activity of oxygen evolution reaction for achieving industrial water splitting benchmark. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202006546

https://doi.org/10.1002/anie.202006546