电子态的控制是电催化的核心问题，它决定了电催化反应的电荷转移行为，从而提高了催化反应的效率。因此，虽然已经尝试在许多复杂氧化物中进行各种化学改性以在催化活性位点引起电子态的变化，但很少有研究阐明局部晶体结构对相同组成下电子态的影响。
有鉴于此，韩国先进科技学院Sung-Yoon Chung等人，比较了当添加 Fe 作为活性位点时，薄膜形式的非晶态和结晶态钙钛矿镍酸盐之间的析氧反应 (OER) 的电催化作用。
本文要点
1）为了系统地比较晶体结构对整体 OER 活性的影响并揭示在镍基氧化物中添加 Fe 时 OER 催化中的结构-组成关系，利用具有两种不同的结晶度的镧系镍酸盐（LnNiO3，其中 Ln = La，Pr , Nd) 膜。此外，采用了两种不同的 Fe 掺杂工艺：使用含 Fe 的固溶体高温退火和在室温下电化学 Fe 交换。
2）研究发现，在非晶薄膜中，原子排列是随机的，Fe对OER活性的提高对Fe掺杂方法不敏感。相比之下，晶体薄膜中的 OER 活性存在一个数量级的差异，这在很大程度上取决于掺杂过程中产生的结构变化。
3）理论计算也一致表明费米能级以下的 Fe 3d 态密度显着增加，以获得异常高的活性。
总之，晶体氧化物催化剂中的原子尺度结构作为理解OER催化增强的关键参数不应被忽视。
参考文献：
Jumi Bak et al. Comparison of Fe-Enhanced Oxygen Evolution Electrocatalysis in Amorphous and Crystalline Nickel Oxides to Evaluate the Structural Contribution. Energy Environ. Sci., 2021.
DOI: 10.1039/D1EE01826D
https://doi.org/10.1039/D1EE01826D
