寻找高效、稳定、经济的析氧（OER）和析氢（HER）电催化剂是水电解的关键。除了水分解，OER也是太阳能利用，可充电金属−空气电池和再生燃料电池等技术的的关键反应过程。但是，该反应是一个多步四电子转移过程，具有高活化能。传统的OER催化剂，如IrO2和RuO2具有较高的成本，严重阻碍了它们的实际应用。因此，人们一直致力于开发基于储量丰富金属的新型电催化剂，这些催化剂可以与贵金属催化剂竞争。
近日，路易斯维尔大学Farshid Ramezanipour报道了成功开发了一种基于储量丰富金属的水分解电催化剂。对钙钛矿型氧化物催化剂CaSrFe0.75Co0.75Mn0.5O6−δ（CSFCM）进行了实验和计算研究。
文章要点
1）实验结果显示，CSFCM具有多种性能，包括：i）在10 mA cm-2的过电位η仅为0.19 V，具有非常高的OER活性；ii）在1000次催化循环中具有高稳定性；iii）能够在酸性和碱性条件下有效地催化HER；iv）作为单相块体材料的催化活性，不需要任何额外的加工、多组分复合制备或纳米制造。因此，CSFCM具有固有催化活性，是未来电催化参数研究的一个很好的基准化合物。此外，还突出了系统结构设计对电催化活性的影响。
2）利用密度泛函理论(DFT)计算，研究人员发现，实验观察到的OER活性与自由eg载流子的数量有关，可以作为一个描述符。进一步调节氧化物钙钛矿型电催化剂的性能。
参考文献
Ram Krishna Hona, et al, Sustainable Oxide Electrocatalyst for Hydrogen- and Oxygen-Evolution Reactions, ACS Catal.2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c03196
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03196
