通过水裂解产生氧气，进而形成氢气，是最常见的氢气制备方法，然而缓慢的OER反应会严重限制整体的能量转换效率，此前有科研人员研究出了金属铱作为催化剂来提升反应效率，但其价格十分昂贵。另外，人们发展出大量高效且稳定的碱性OER电催化剂，然而在酸性OER电催化剂的研究却相对较少。由于在酸性PEM电解池中进行电催化反应具有更高的传质速度、产物纯度以及效率等优势，因此开发高效的酸性OER电催化剂具有重要意义。因此，设计制备高活性且稳定的pH范围广的OER电催化剂仍是一个巨大的挑战。近日，大连理工大学的孙立成、李福胜等合作采用原位电化学沉积方法，设计制备了一种泡沫镍(NF)负载Ni-Fe配位聚合物(NiFeCP/NF)，用作OER的催化剂，其中电沉积后同时保留了配位和不配位的羧酸盐基团，NiFeCP/NF具有出色的电催化OER活性，在1.0 KOH中10mA/cm2的过电位为188 mV，同时Tafel斜率小，稳定性好。NiFeCP/NF在可逆氢电极上与pH无关的OER活性表明，协同质子-耦合电子转移(c-PET)过程是OER过程中的决速步。氘动力学同位素效应、质子库存研究和原子-质子转移测试表明，未配位的羧酸盐可以起到质子转移的作用，具有与氨基酸残基类似的功能，加速了质子转移的速度。该工作为设计制备高活性、低成本的OER催化剂提供了一种新的思路。
Wenlong Li, Fusheng Li, Hao Yang, Xiujuan Wu, Peili Zhang, Yu Shan, Licheng Sun. A bio-inspired coordination polymer as outstanding water oxidation catalyst via second coordination sphere engineering. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-13052-1
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13052-1
