电化学水分解提供了一种以氢的形式储存可持续能量的可行途径。然而，水分解的氧化半反应，即析氧反应（OER），由于质子耦合的四电子转移过程，动力学上极其缓慢，这限制了水分解的整体效率。RuO₂和IrO₂基准OER催化剂，由于其高昂的成本和不稳定性，严重限制了它们的大规模应用。

近日，伦敦大学学院唐军旺教授，中科院大连化学物理研究所王爱琴研究员报道了通过调整结晶度调节的Co_2−xV_xO₄纳米板中V离子的平衡浓度，开发了一种高效的钴钒尖晶石型电催化剂，其具有极高的Co³⁺离子浓度。

文章要点

1）实验结果显示，该催化剂在10 mA/cm²时具有240 mV的最低过电位， 45 mV dec⁻¹的最小塔菲尔斜率，水氧化过电位为280 mV时的电流密度为100 mA/cm²，明显优于基准RuO₂催化剂，且具有良好的稳定性。

2）优异的性能归功于在低结晶度的Co_2−xV_xO₄（LC- Co_2−xV_xO₄）样品中原位获得了非常高的2.84的Co³⁺/Co²⁺比值，这比广泛报道的Co₃O₄样品高出40%，这一点也得到了Operando X射线吸收近边光谱和原位X射线光电子能谱的证实。

这些结果有望为通过实现V⁴⁺稳定的反应中心和精确控制结晶度来提高非贵金属基OER电催化剂的性能。

参考文献

Chaoran Jiang, et al, Crystallinity-Modulated Co_2−xV_xO₄ Nanoplates for Efficient Electrochemical Water Oxidation, ACS Catal.2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c04618

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c04618