通过在催化剂表面引入无定形结构的表面自重构可以诱导大量的缺陷和不饱和位点，从而增强析氢反应（HER）活性。

近日，锡根大学Nianjun Yang，武汉科技大学Xuanke Li提出了一种用于Cu-Fe₃O₄催化剂表面重构的电化学活化方法。

文章要点

1）在电化学活化过程中，在Cu-Fe₃O₄前驱体表面的电位刺激下，形成了“溶解-再沉积”的缺陷FeOOH。

2）实验结果显示，Cu-FeOOH/Fe₃O₄催化剂具有良好的稳定性和极低的碱性HER过电位（例如，在−100和500 mA cm⁻²的大电流密度下的过电位分别为129和285 mV)，明显优于Pt/C催化剂。

3）实验和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，CuFeOOH/Fe₃O₄催化剂具有丰富的氧空位，具有优化的表面化学组成和电子结构，从而改善了活性中心和本征活性。此外，采用电化学活化法在Cu-Fe₃O₄催化剂表面引入缺陷FeOOH，降低了H₂O解离和氢气生成的势垒。

这种表面自重构策略为制备高效的非贵金属催化剂提供了一条新的途径。

参考文献

Chenfan Yang, et al, Electrochemically Reconstructed Cu-FeOOH/Fe₃O₄ Catalyst for Efficient Hydrogen Evolution in Alkaline Media, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200077

https://doi.org/10.1002/aenm.202200077