Adv Mater：Co/Fe氢氧化物原位转化构筑高活性OER电催化剂

纳米技术

2023-09-26

通过电催化分解水进行绿色制氢技术的关键难点是OER反应需要非常高的过电势。相比于贵金属，Co/Fe材料具有优异的OER催化活性，但是Co/Fe材料的OER活性仍远远低于Ni/Fe催化剂，这是因为容易发生偏析生成导电性较低的FeOOH，在高电流密度的结构稳定性太低。

有鉴于此，湖南师范大学周海青、余芳、海南大学张燕等报道一种高活性的耐久OER电催化剂，在碱性进行OER反应达到500 mA cm^-2和1000 mA cm^-2电流密度的过电势分别仅为290 mV和304 mV。

主要内容

（1）

从通过简单机械搅拌方法制备无定形双金属FeOOH/Co(OH)₂的异质结微米片阵列，随后通过结构演变生成目标催化剂。通过原位XPS和Raman光谱表征，发现FeOOH/Co(OH)₂通过Fe原位进入CoOOH，快速转变为动力学稳定Co_1-xFe_xOOH，并且Co_1-xFe_xOOH是真实的催化活性位点，DFT理论计算验证原位形成的催化位点能够加快决速步的反应速率。

（2）

与MoNi₄/MoO₂电极配合进行自组装构成碱性电解槽，在较低的1.613 V达到500 mA cm^-2电流密度。本文研究有助于发展和设计工业量级分解水催化剂。

参考文献

Dongyang Li, Rong Xiang, Fang Yu, Jinsong Zeng, Yong Zhang, Weichang Zhou, Liling Liao, Yan Zhang, Dongsheng Tang, Haiqing Zhou, In Situ Regulating Cobalt/Iron Oxide-Oxyhydroxide Exchange by Dynamic Iron Incorporation for Robust Oxygen Evolution at Large Current Density, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202305685

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202305685