析氧反应(OER)是实现高效水分解的关键。金属羟基氧化物中的八面体配位三价钴阳离子(CoOh3+)是OER的高活性催化位点。但是,以前的合成方法对这些位点的控制有限。近日,悉尼大学Yuan Chen,Li Wei等报道了一种可扩展的电沉积方法,并结合原位氧化用于制备富含CoOh3+的非晶态Co-Fe-W三金属羟基氧化物。
本文要点:
1)X射线吸收,operando光谱分析和计算研究表明,72%的Co原子是CoOh3+位点。Fe和W协同影响Co的电子结构并提供良好的配位环境。
2)实验表明,Co-Fe-W羟基氧化物具有优良的OER催化性能,在碱性电解液中,300mV的过电势下,TOF为1.96 s-1,Tafel斜率32 mV dec−1,活化能为53 kJ mol-1。
3)直接沉积在泡沫镍上的Co-Fe-W羟基氧化物催化剂可用作两电极水电解槽中稳定的OER电极;在碱性电解液中,234mV的小过电位下提供100mA cm-2的电流密度,并在100mA cm-2下具有出色的耐用性(120 h),适合实际的水分解应用。
Junsheng Chen, et al. Octahedral Coordinated Trivalent Cobalt Enriched Multimetal Oxygen‐Evolution Catalysts. Adv. Energy Mater., 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002593