电催化分解水是一种可以产生绿色新能源并有希望在未来替代传统化石能源的新兴技术，然而，相对于在阳极发生的析氢反应（HER），在阴极发生的析氧反应（OER）通常具有更慢的反应速率并极大限制了电催化分解水技术的应用。

有鉴于此，以色列Bar Ilan University的Lior Elbaz和Technion-Israel Institute of Technology的Maytal Caspary Toroker等在镍铁氢氧化物（NiFeOOH）OER电催化剂中掺杂Ti，通过调控掺Ti的比例，来调控NiFeTiOOH材料的OER活性，获得效率比NiFeOOH更高的OER电催化剂，并通过实验和理论计算验证了Ti掺杂在其中的作用。

本文要点

要点1. 作者根据Ti离子成本低廉，半径和Fe，Ni离子相近，性质稳定等特点选取Ti离子作为掺杂离子，通过一步沉淀合成法，成功合成了NiFeTiOOH催化剂，进一步表征发现，合成的不同Ti掺杂比例的NiFeTiOOH催化剂的展现出相似的孔径分布，并且它们都主要以非结晶的形式存在。

要点2. 研究发现，当NiFeTiOOH中Ni，Fe和Ti之间的比例达到85.75: 7.70: 6.55时，NiFeTiOOH具有最佳的OER性能，其在电流密度为10 mA cm^-2的情况下产生400 mV的过电势，同时，在电势为1.8 V的情况下，电流密度达到27.9 mA cm^-2，比未掺杂Ti的NiFeTiOOH催化剂展现出更加优异的效果。

要点3. 实验和密度泛函理论（DFT）计算表明，Ti作为一种n-type dopant，起到了稳定Ni³⁺的作用，而Ni³⁺是催化OER反应的主要活性位点之一，因此，掺杂Ti后，NiFeTiOOH电催化剂也比NiFeOOH表现出了更佳的稳定性。

基于以上讨论，相比于NiFeOOH，该研究为OER提供了一种更加高效稳定且同样廉价的NiFeTiOOH电催化剂。

参考文献：

Moschkowitsch et al., Ternary NiFeTiOOH Catalyst for Oxygen Evolution Reaction: Study of the Effect of the Addition of Ti at Different Loadings, ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.0c00105

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c00105