析氧反应(OER)和析氢反应(HER)在水分解生产清洁燃料的实际应用中起着重要作用。虽然一些低成本的金属氧化物对催化OER和HER具有活性，但电荷载流子迁移率低的固有缺陷降低了反应的动力学，阻碍了它们的应用。

有鉴于此，南开大学胡振芃教授和中国石油大学(华东)吴明铂教授、李忠涛教授等人，通过Co-V氧化物成功地构建了Co-O-V结构，以通过自旋翻转跳跃过程消除了载流子传输过程中的能垒，可以将其涂覆在各种基底上以催化OER和HER。

本文要点

1）开发出一种两步原位方法并成功地合成了预期的V“桥接”Co-O材料，而泡沫铜由于其导电性高和对涂层较低的影响而被用作基材。具有Co-O-V键的纳米复合材料（CoV/CF-CWs）通过简单的水热离子交换法进行涂覆。

2）CoV/CF‐CWs在碱性电解质中分别显示出出色的HER和OER催化性能。阴极和阳极中用CoV/CF-CW进行全水分解表现出较低的电池电压（1.48 V @ 10 mA cm^-2），并在50 h内保持稳定。

3）改善的性能可能归因于V“桥联”Co-O键，并构成了双交换相互作用，从而避免了自旋翻转跳跃过程，从而提高了载流子迁移率。此外，在理论和实验上都进一步验证了引入V离子可以调节d带中心位置，从而Co-O键之间的V“桥”通过更有效的晶格氧氧化机制刺激OER，可以直接以更有效的途径形成O-O键。

总之，该工作提出的思路可以推广应用于不同电极上的OER电催化剂的合理设计，以降低水分解的成本。

参考文献：

Zhongtao Li et al. V “Bridged” Co-O to Eliminate Charge Transfer Barriers and Drive Lattice Oxygen Oxidation during Water‐Splitting. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202008822

https://doi.org/10.1002/adfm.202008822