开发高效、稳定、富含地球资源的酸性析氧电催化剂是质子交换膜电解槽进行水分解的瓶颈。有鉴于此，威斯康星大学麦迪逊分校Song Jin、哈尔滨工业大学宋波教授等人通过引入纳米晶体CeO₂形成非均相的Co₃O₄/CeO₂纳米复合材料来增强Co₃O₄的固有催化活性，并建立了Co₃O₄/CeO₂纳米复合材料作为活性酸性析氧反应（OER）催化剂。

本文要点：

1）CeO₂的引入（即在没有相混合的双组分纳米复合材料中，纯相CeO₂纳米晶分散在纯相Co₃O₄晶体之间）显著抑制了Co₃O₄在酸性介质中的pre-OER氧化还原特征，表明Co^IVCo^IV中间体的失稳。

2）深入的电化学表征结合严格的结构表征，包括动力学同位素效应（KIE）、pH和温度依赖性研究、原位拉曼和原位X射线吸收光谱（XAS）分析，揭示了Co₃O₄/CeO₂的催化增强是由于Co₃O₄中电子结构和局部成键环境的改变。计时电势分析法测试和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析表明，活性更高的Co₃O₄/CeO₂表现出与Co₃O₄相当的酸性OER稳定性和更好的开路稳定性，从而打破了活性/稳定性的权衡。

这项工作不仅为酸性析氧反应提供了一种高效的、资源丰富的催化剂，而且为其他反应设计更有活性的催化剂提供了思路。

Jinzhen Huang et al. Modifying redox properties and local bonding of Co₃O₄ by CeO₂ enhances oxygen evolution catalysis in acid. Nat. Commun. 2021, 12 (1), 3036.

DOI: 10.1038/s41467-021-23390-8.

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23390-8