目前，电催化水分解和CO2还原等系统的效率受到阳极析氧反应（OER）的缓慢反应动力学和高电位的严重限制。迄今为止，基于RuO_x和IrO_x的基准贵金属电催化剂因其优异的性能而被认为是最先进的OER电催化剂，但其高昂的价格和稀缺性限制了其广泛应用。相反，从第一排过渡金属Ni、Co和Fe中获得的储量丰富的金属氧化物、硒化物、氮化物和磷化物可以为用于阴离子交换膜(AEM)系统中的高效OER电催化剂提供一种更便宜的替代方案。

近日，加拿大多伦多大学Edward H. Sargent，Steven J. Thorpe报道了开发了一种低温球磨法制备纳米晶Ni-Co-Se的新方法。

文章要点

1）研究发现，在OER过程中，通过阳极氧化Ni-Co-Se结构，Se离子从原始结构中渗出，使水分子水合Ni和Co缺陷位，而纳米粒子演化为活性Ni-Co羟基氧化物。研究人员利用Operando X射线吸收光谱观察到了这一转变，并用密度泛函理论（DFT）计算证实了这一发现。

2）通过使用低质量负载（0.36 mg cm⁻²）的钴，得到的电催化剂在0.5 A cm⁻²时的过电位为279 mV，在1A cm⁻²时的过电位为329 mV，可持续使用500 h。然后，将该电催化剂加入到阴离子膜电解槽中，结果显示，在1.75 V电压下放电95 h，电流密度达到1 A cm⁻²，性能几乎没有衰减。此外，当电催化剂集成到CO₂制乙烯电解槽中时，在电流密度为1 A cm⁻²的情况下，获得了创纪录的3 V全电池电压。

参考文献

Jehad Abed, In Situ Formation of Nano Ni–Co Oxyhydroxide Enables Water Oxidation Electrocatalysts Durable at High Current Densities, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202103812

https://doi.org/10.1002/adma.202103812