人们之前发现通过e_g*能带展宽和光照能够导致基于NiOOH的催化材料产生耦合OER机理（COM，coupled oxygen evolution mechanism）。但是，对于e_g*轨道能带展宽与COM效应的OER催化活性之间的关系并不清楚。

有鉴于此，新加坡国立大学薛军民、新加坡科学技术研究局化学、能源和环境可持续性研究所席识博、新加坡科学技术研究局超算研究所余志根、四川大学/新加坡国立大学王晓鹏等制备一系列Ni_1-xFe_xOOH催化剂，其中x=0,0.05,0.2，考察催化剂调控OER电催化的COM机理。

主要内容：

（1）

研究发现，在较低的过电势，较强的e_g*轨道展宽效应能够促进*OH脱质子反应；在更高的过电势，有效的利用光子成为OER反应的决速步骤，因此更高的e_g*轨道展宽导致d_z²轨道和a_1g*轨道之间的非重叠部分变宽，增强光子的利用。因此更强的e_g*轨道展宽导致更高的OER催化活性。

（2）

这个规律适用于多种基于NiOOH的催化材料，包括X-NiOOH（X=NiS₂, NiSe₂, Ni₄P₅）以及不同程度的e_g*轨道展宽。这种深入理解COM机理有助于发展高性能OER电催化材料。

参考文献

Haoyin Zhong, Qi Zhang, Junchen Yu, Xin Zhang, Chao Wu, Hang An, Yifan Ma, Hao Wang, Jun Zhang, Yong-Wei Zhang, Caozheng Diao, Zhi Gen Yu, Shibo Xi, Xiaopeng Wang & Junmin Xue, Key role of e_g^* band broadening in nickel-based oxyhydroxides on coupled oxygen evolution mechanism. Nat Commun 14, 7488 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-43302-2

https://www.nature.com/articles/s41467-023-43302-2