析氧反应(OER)中的高电压往往会引起电催化剂的结构变化,形成多个活性中心。因此,探索不同活性中心之间的协同作用,对于开发具有多个基本步骤的OER催化剂具有极其重要的意义。
近日,北京化工大学曹达鹏教授,Liu Yang报道了采用物理吸附金属离子的方法,成功地合成了一种含有Fe-NiOOH和NiC4双原子活性中心的高效OER电催化剂(记为Ni-SAs/Fe-NiOOH)。
文章要点
1)Ni SAs/Fe-NiOOH表现出优异的OER性能,过电位只需269 mV,电流密度即可达到10 mA/cm2,优于同等条件下商用IrO2/CB约55 mV。
2)实验和密度泛函理论计算表明,Ni-SAs/Fe-NiOOH催化剂优异的OER活性得益于NiC4 SAs和Fe-NiOOH双活性中心的协同作用。
3)研究人员提出了串联催化机理,揭示了两个活性中心之间的协同作用,使得决定电位的步骤更加简单,从而降低了OER过电位。
这项工作提出了串联催化的新概念,有望用于开发多个基本步骤的电催化剂,如OER和氧还原反应(ORR)催化剂。
参考文献
Liu H, Xu X, Xu H, Wang S, Niu Z, Jia Q, Y ang L, Cao R, Zheng L, Cao D, Dual active site tandem catalysis of metal hydroxyl oxides and single atoms for boosting oxygen evolution reaction, Applied Catalysis B: Environmental (2021)
DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120451
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120451