基于铁、镍和钴的金属电极因其简单性和原位形成高活性的氢氧化物表面催化层而重新成为碱性析氧反应（OER）的有希望的高性价比阳极，该表面催化层显示出最佳的OER过电位。然而，有关合金组分对性能的影响还没有进行系统的研究。

近日，瑞士洛桑联邦理工学院Kevin Sivula报道了用电弧熔炼法制备的Fe−Ni−Co原子比一定的合金阳极，研究了初始合金成分、OER性能和具有活性催化剂组分之间的关系。

文章要点

1）结果显示，在0.5 A cm^-2电流密度下，运行50 h后，最活跃的初始合金（中等钴含量<40 at.%，铁的比例在30到80 at.%，镍比低于60 at.%）在10 mA cm^-2电流密度下的平均过电位为300−320 mV，塔菲尔斜率在35−50 mV dec^-1。铁和富镍合金则表现较差。

2）在阳极表面形成的氢氧化物OER催化剂中，与初始金属组分相比，Co和Ni的浓度普遍增加，Fe的含量减少，当Ni和Co的组成约为ca. 40 at.%，Fe为ca.20 at.%时，OER催化剂的活性最高。而Fe_12.5Co_12.5Ni₇₅的初始合金成分显示出几乎不变的表面金属成分，表明这是最稳定的成分组成。

3）进一步的表面分析发现，从阳极表面浸出的金属质量、电化学活性表面积或活性Ni²⁺/³⁺氧化还原表面中心的存在与OER性能没有相关性，这些因素不会影响结果。

Florian Le Formal, et al, Influence of Composition on Performance in Metallic Iron−Nickel−Cobalt Ternary Anodes for Alkaline Water Electrolysis, ACS Catal. 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c03523

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03523