以环境友好的方式生产氢气对于满足未来的能源需求至关重要。然而，在电化学水分解过程中，由于析氧反应（OER）的缓慢动力学增加了能量消耗，从而限制了其适用性。

近日，美国费耶特维尔州立大学Zhiping Luo报道了合成了Sr−Co−Fe−O氧化物，通过改变Co/Fe比来优化其OER活性。研究发现，Sr₂Co_1.5Fe_0.5O_6−δ表现出最佳的OER催化活性，在10 mA cm⁻²时的过电位为318 mV，Tafel斜率为44.8 mV⁻¹。

文章要点

1）研究人员利用高分辨中子粉末衍射（NPD）分析揭示了Sr₂Co_1.5Fe_0.5O_6−δ具有钙钛矿和钙铁石之间的中间结构，具有氧缺陷的四面体单元夹在八面体单元之间。虽然这种中间结构的OER性能以前没有被报道，但四面体和八面体单元的独特堆积可以促进电极表面和电解质之间所需的相互作用。

2）理论计算表明，Sr₂Co_1.5Fe_0.5O_6−δ氧化物中Co 3d和O 2p共价态的增加是其水氧化性能增强的另一个主要原因。因此，氧空位和Co 3d与O 2p杂化的协同作用使得Sr₂Co_1.5Fe_0.5O_6−δ氧化物可作为一种优异的OER催化剂。

参考文献

Sivasankara Rao Ede, et al, Intermediate Sr₂Co_1.5Fe_0.5O_6−δ Tetragonal Structure between Perovskite and Brownmillerite as a Model Catalyst with Layered Oxygen Deficiency for Enhanced Electrochemical Water Oxidation, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c00465

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00465