电催化分解水是可持续制氢领域中一个前景广阔的技术，但是通常电催化分解水反应中受到反应速率缓慢的OER过程严重影响，这是因为OER反应需要进行4电子活化动力学难以实现，而且形成O=O化学键的过程具有较高能垒。广泛的第一排非贵金属过渡金属OER电催化剂得到关注，包括Mn、Fe、Co、Ni等。Cu作为各种第一排过渡金属中价格上第二低的金属元素并未得到广泛的研究和关注，特别是人们发现CuO基电催化剂面临着电催化活性较弱的缺点。

电子密度调控对于实现OER反应高催化活性非常关键。目前人们发现构建异质结催化剂是个非常有效的改善电催化活性方法，能够实现提高催化剂的比表面积、降级反应活化能的双重优势。

有鉴于此，哈尔滨工业大学徐平等报道通过原位电化学阳极氧化担载于泡沫Cu上的CuO@CoS₂，构建了CuO@CoOOH结构p-n结催化剂，这种p-n结显著调控催化剂的空间-电荷分布电化学特性，而且进一步的作者通过原位Raman表征发现CoS₂电化学氧化反应过程中生成SO₄^2-，随后通过电子云密度分布、DFT计算模拟发现SO₄^2-有助于改善OH^-吸附。携带正电荷的CoOOH显著提高催化剂OER性能。

 本文要点：

（1）

CuO@CoOOH p-n结实现了显著改善电催化OER活性，电流密度为10 mA/cm²所需过电势仅仅为186 mV。进一步的作者成功合成了14x25 cm²大面积催化剂，说明这种催化剂能够展示用于工业化所需的大面积制备生产过程的前景。

（2）

本文研究结果为设计和制备非贵金属的p-n异质结电催化剂进行能量存储和转化提供经验。

参考文献

Jing Hu, Adel Al-Salihy, Jing Wang, Xue Li, Yanfei Fu, Zhonghua Li, Xijiang Han, Bo Song, Ping Xu* Improved Interface Charge Transfer and Redistribution in CuO-CoOOH p-n Heterojunction Nanoarray Electrocatalyst for Enhanced Oxygen Evolution Reaction, Adv. Sci. 2021, 202103314

DOI：10.1002/advs.202103314

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103314