析氧反应(OER)动力学较慢会导致电化学水分解的高功耗。已经尝试了各种策略来加快OER速率，但在大电流密度下，尤其是在传质因子主导反应的情况下，对调控反应物的输运的研究很少。

有鉴于此，清华大学深圳国际研究生院杨诚和南洋理工大学范红金等人，采用NixFe_1-x合金纳米锥阵列（表面NiO/NiFe(OH)₂层≈2 nm）来促进反应物的传输。

本文要点

1）首次尝试通过控制电极的形态调控局部电场分布，从而优化活性位点上OER过程反应物的传质过程。有限元分析表明，高曲率尖端可以增强局部电场，从而在活性位点诱导更高浓度的氢氧根离子（OH^-）浓度，并在1.5 V时将固有OER活性提高67％。

2）实验结果结果表明，具有优化合金成分的镍铁纳米锥阵列电极在10 mA cm^-2下具有190 mV的小过电位，在500 mA cm^-2下具有255 mV的小过电位。

3）当通过电化学表面积进行校准时，纳米锥电极的性能优于目前最先进的OER电催化剂。通过比较不同尖端曲率半径的样品，也证实了尖端增强的局部电场对促进传质的积极作用。鉴于纳米锥阵列电极的制备方法简易且可规模化、优异的OER性能与在大电流密度下的长期耐久性，有望将其应用于实际工业碱性电解水装置中。

总之，这种局部电场增强动力学的效应应该具有普适性，从而有助于设计开发更多的纳米电催化剂。

参考文献：

Peng Liu et al. Tip‐Enhanced Electric Field: A New Mechanism Promoting Mass Transfer in Oxygen Evolution Reactions. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202007377

https://doi.org/10.1002/adma.202007377