在电化学能量存储和转换系统中，阳极析氧反应（OER）的能耗占很大一部分。电催化尿素氧化反应（UOR）具有较低的热力学势，是最有前途的OER替代反应之一。然而，其缓慢的UOR动力学仍阻碍了其实际应用。

近日，复旦大学张波特聘教授，彭慧胜教授报道了在镍基催化剂中掺杂钨（W）（Ni-WO_x），从而实现了较高的UOR电催化活性。

文章要点

1）实验结果显示，Ni-WO_xUOR电催化剂具有创纪录的快速反应动力学（1.6 V时的电流密度达到了440 mA·cm²）和较高的转化率（0.11 S^-1），是不含W催化剂的4.8倍。

2）电化学研究、原位X射线吸收光谱和X射线光电子能谱结果显示，W掺杂对Ni原子的局部电荷分布具有调节作用，形成了具有优异催化活性的Ni³⁺位点，从而加速了界面UOR电催化反应。

3）将Ni-WO_x催化剂集成到CO₂流动电解槽中时，电压降至2.16 V，同时CO的法拉第效率达到了98%，从而突出了高效UOR在提高CO2利用率和经济可行性方面的巨大潜力。

参考文献

Liping Wang, et al, Regulating the local charge distribution of Ni active sites for urea oxidation reaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI：10.1002/anie.202100610

https://doi.org/10.1002/anie.202100610