电催化制备绿氢面临的主要困难是寻找具有高活性和长时间寿命的电催化剂。有鉴于此，马克斯·普朗克协会弗里茨-哈伯研究所Beatriz Roldan Cuenya、Helmut Kuhlenbeck等报道对电解水的OER半反应进行研究。电催化分解水的OER半反应具有复杂的反应动力学，并且损害反应效率。过渡金属氧化物是具有前景的OER电催化剂，但是人们对于过渡金属氧化物原子尺度的OER反应机理并不清楚。

主要内容

（1）

对晶面暴露分别为(001)、(111)的外延生长Co₃O₄，CoFe₂O₄，Fe₃O₄几种薄膜电催化剂的结构-组成-反应活性之间的关系进行研究，发现暴露(001)晶面的Co₃O₄反应性更高，但是其他两个氧化物的(111)晶面反应活性更高。

（2）

通过考察Tafel数据的规律，发现(001)晶面的Tafel斜率更低。而且含有Fe的薄膜都具有更低的Tafel斜率。此外，研究发现Co₃O₄表面在OER电催化反应过程中形成的氧氢氧化物皮肤层比其他氧化物更薄。这种现象的原因是表面缺陷的密度不同，或者Fe阻碍形成表面皮肤层。研究发现各种氧化物表面形成的皮肤层厚度都低于1 nm。

参考文献

Earl Matthew Davis, Arno Bergmann, Helmut Kuhlenbeck*, and Beatriz Roldan Cuenya*, Facet Dependence of the Oxygen Evolution Reaction on Co₃O₄, CoFe₂O₄, and Fe₃O₄ Epitaxial Film Electrocatalysts, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c13595

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c13595