探索有效的策略来克服析氧反应(OER)电催化剂的性能限制对于H₂O分解、CO₂还原、N₂还原等电催化应用至关重要。

近日，东华大学Shude Liu，哈工大Junlei Qi，名古屋大学Yusuke Yamauchi提出了可调的、宽范围的尖晶石氧化物应变工程以提高OER活性。

文章要点

1）在热膨胀NiFe₂O₄纳米颗粒与非膨胀碳纤维基片的键合过程中，晶格应变受界面热失配的调节。拉伸晶格应变使费米能级附近的能带变平，降低了轨道占有率，有效地增加了费米能级附近的电子态数目，减小了赝能隙。

2）因此，应变NiFe₂O₄速率决定步骤的能垒降低，在10 mA/cm²下实现180mV的低过电势。在具有应变NiFe₂O₄纳米粒子的非对称碱性电解池中，在10 mA/cm²下实现了1.52−1.56 V的总水分解电压范围（无iR校正），并且其稳健的稳定性得到了验证，100h后电压保持率约为99.4%。此外，当前的工作证明了使用其他尖晶石铁氧体系统（包括钴、锰和锌铁氧体）调整OER性能的普遍性。

参考文献

Yaotian Yan, et al, Tensile Strain-Mediated Spinel Ferrites Enable Superior Oxygen Evolution Activity, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c08598

https://doi.org/10.1021/jacs.3c08598