Nature Communications:高价金属位激活晶格氧以促进水氧化
Nanoyu Nanoyu 2020-08-14

阳极析氧反应(OER)是目前公认的电解水反应的动力学瓶颈。高价态的过渡金属位可以加速反应动力学,提供高本征活性,但受到热力学障碍的影响。

近日,香港理工大学柴扬教授,香港城市大学陆洋副教授报道了通过原子间电子相互作用,在多元FeCoCrNi合金薄膜表面重构(氧)氢氧化物形成高度氧化的Ni4+物种。

文章要点

1光谱实验和理论研究发现,Fe组分有助于Ni4+物种的形成,有力促进了Ni2+→Ni3+→Ni4+多步演化。动态形成的Ni4+物种驱动氧配体形成空穴,以促进分子内氧的耦合,触发晶格氧活化,形成Fe-Ni双位点,作为最终催化活性中心,具有极高的本征活性。


2结果表明,表面重构的FeCoCrNi OER催化剂在碱性电解液中,当过电位300 mV时,具有3601 A gmetal-1的出色质量活性和和0.483 s-1的周转频率。


这项工作为开发先进OER电催化剂提供了指南,并拓宽了多组分合金材料在催化领域的应用。

Zhang, N., Feng, X., Rao, D. et al. Lattice oxygen activation enabled by high-valence metal sites for enhanced water oxidation. Nat Commun 11, 4066 (2020)

DOI:10.1038/s41467-020-17934-7

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17934-7


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