OER反应在包括可充电金属空气电池和水电解装置在内的多种能量转换技术中具有重要意义。研究发现，镍铁复合物可有效用于催化OER。

近日，受油田管道和设备中天然微生物辅助腐蚀行为的启发，华中科技大学夏宝玉教授报道了一种微生物腐蚀策略，用于制备高效的Ni-Fe复合电极（Ni(Fe)OOH-FeS_x），以进行电催化水氧化。

文章要点

1）硫酸盐还原菌（SRB）消耗阴极处吸收的原子氢（H_ads），并将硫酸盐还原为硫化物。最后，硫酸盐还原菌代谢生成的硫化物与溶解的镍物种同时反应生成Ni(Fe)(OH)₂-FeS_x。FESEM图像显示沉积在泡沫镍骨架上的Ni(Fe)(OH)₂-FeS_x具有均匀纳米片状阵列。TEM图像显示了其高度波纹的纳米片状结构。元素图谱表明，Fe和S物种均匀分布在Ni(Fe)(OH)₂-FeS_x产物表面。较短的电化学活化过程促进了氢氧化物向氢氧化合物的转化。SEM和TEM图像表明，Ni(Fe)OOH-FeSx电极保持了均匀的纳米片状阵列。HRTEM图像显示α-NiOOH相的(10 1)晶面间距为0.24 nm，表明α-Ni(Fe)(OH)₂转变为α-Ni(Fe)OOH。

2）腐蚀形成的Ni(Fe)OOH-FeS_x电极在碱性电解液中表现出优异的放氧活性，仅需220 mV的过电位即可获得10 mA cm^-2的基准电流密度。实验结果表明，Ni(Fe)OOH和Fe–S物种之间的协同作用是增强OER活性的原因。

3）理论计算表明，氧逸出的决定速率步骤是在Ni(Fe)OOH-FeS_x电极上形成*O，Fe-S物种的掺入将增强Fe与活性*O中间物之间的键合并显着降低吸附自由能

这项工作不仅为电催化OER提供了一个有效的电极，而且是通过微生物辅助腐蚀工程这一种有趣且简便的策略，弥合了传统腐蚀工程和新兴的电化学能量转换技术之间的差距。因此，其研究工作有望引起人们对生物学，工业腐蚀，纳米材料设计和现代能源技术之间的多学科整合的高度关注。

Yang, H., Gong, L., Wang, H. et al. Preparation of nickel-iron hydroxides by microorganism corrosion for efficient oxygen evolution. Nat Commun 11, 5075 (2020)

DOI： 10.1038/s41467-020-18891-x

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18891-x