日益加剧的环境和能源问题给现代社会的发展带来了巨大的挑战，电化学解水是一种很有前景的可持续发展的氢能转换、储存和运输技术。设计开发低成本、高效、耐用的析氧反应电催化剂对电化学水分解的实际应用至关重要。近日，中国科学院大学胡劲松研究员，湖南大学黄维清教授和北京分子科学国家实验室Jiang Lang等人发现，有机小分子(六溴苯，HBB)可以通过简单的Br诱导固相迁移过程，直接演化嵌入在类石墨烯薄膜(M‐NM@G)中的金属纳米片，从而活化商用过渡金属(Ni、Fe和NiFe)泡沫。系统的研究表明，HBB可以通过C-Br键的断裂和C-C键的形成，在块状金属泡沫基材上共形生成石墨烯状网络结构。同时，裂解的C-Br片段可有效地从块状基质中提取金属原子，从而原位形成嵌入在石墨烯状薄膜中的过渡金属纳米网。因此，这种功能性纳米结构可以作为一种高效的OER电催化剂，具有较低的过电势和出色的长期循环稳定性。具体而言，对于NiFe-NM @ G，达到100 mA cm^-2的电流密度所需的过电势仅为208 mV，可以与最优异的OER电催化剂相媲美。该工作提出了一种非常具有潜力的通用策略，可通过与有机小分子的相互作用将块体过渡金属直接转变为纳米结构的功能性电催化剂，为有机小分子在能源技术中的应用开辟了机遇。

Jing Zhang; Wen‐Jie Jiang; Shuai Niu; Hantang Zhang; Jie Liu; Haiyang Li; Gui‐Fang Huang; Lang Jiang; Wei‐Qing Huang; Jin‐Song Hu; Wenping Hu. Organic Small Molecule Activates Transition Metal Foam for Efficient Oxygen Evolution Reaction. Advanced Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adma.201906015

https://doi.org/10.1002/adma.201906015