析氧反应(OER)对可再生能源转换技术至关重要,但催化剂的结构活性关系和潜在催化机制尚未完全了解。
浙江农林大学Yong Hu、挪威东南大学Hao Huang和浙江师范大学Haiyan Wang等证明了通过阳离子和阴离子的双重掺杂同时实现晶格氧活化和增强局部电场来促进OER的策略。
本文要点:
(1)
作者构建了铁和氟共掺杂的CoO纳米针的粗糙阵列,并在500mA cm-2下获得了277 mV的低过电位。双掺杂的Fe和F可以协同调节CoO的电子性质,从而改善金属-氧共价性和受激晶格氧活化。特别是,铁掺杂引起尖端增强和邻近效应的协同效应,这有效地浓缩了OH离子,优化了反应能垒并促进了O2解吸。
(2)
这项工作展示了一种耦合晶格氧和局部电场的概念策略,以实现有效的电催化水氧化。
参考文献:
Ye, P., Fang, K., Wang, H. et al. Lattice oxygen activation and local electric field enhancement by co-doping Fe and F in CoO nanoneedle arrays for industrial electrocatalytic water oxidation. Nat Commun 15, 1012 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45320-0
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45320-0