发展高性能稳定OER催化反应电催化剂对发展下一代能量转换和存储器件而言非常重要，Fe修饰Ni氢氧化物是一类具有广泛前景的OER电催化剂，但是人们目前对此类催化剂中的活性位点并没有很好的理解。有鉴于此，奥克兰大学Geoffrey I. N. Waterhouse、刘金龙等报道了Ir修饰的Ni氢氧化物催化剂中，对Ir掺杂改善OER性能的作用进行理解，主要对催化位点的本征进行理解。

本文要点：

（1）

通过Hubbard修改的DFT模拟计算，对Ir修饰的β-NiOOH (001)界面进行研究。发现材料的导电性得以改善，同时能够活化含三个Ni原子的氧位点（Ni₃），因此OER过电势显著降低至η=0.46 V，该位点比含有Ir原子和2个Ni原子的IrNi₂位点（η=0.77 V）、未修饰Ir的本征Ni₃位点过电势（η=0.66 V）更低。

（2）

基于DFT计算的结果，通过水热合成、液相剥离方法结合，合成了超薄Ir-Ni(OH)₂纳米片电催化剂，这种催化剂在OER催化反应过程中转化为Ir-NiOOH，该结构的性能比Ni(OH)₂纳米片、商业化的IrO₂性能都更高。

（3）

通过计算模拟、实验验证结合的方法，发展了Ir修饰的纳米片催化剂协同处理方法，提供了一种协同调控材料电子结构、几何结构从而改善OER电催化活性的方法。超薄厚度的催化剂具有较高的电化学比表面积，Ir掺杂修饰调控催化剂位点的结构，得到的催化剂具有显著的长期工作稳定性，因此在分解水、金属-空气电池中有应用前景。

参考文献

Jinlong Liu*, Juanxiu Xiao, Zhenyu Wang, Huimin Yuan, Zhouguang Lu, Bingcheng Luo, Enke Tian, and Geoffrey I. N. Waterhouse*, Structural and Electronic Engineering of Ir-Doped Ni-(Oxy)hydroxide Nanosheets for Enhanced Oxygen Evolution Activity, ACS Catal. 2021, 11, 5386–5395

DOI: 10.1021/acscatal.1c00110

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c00110