通过同时活化金属和晶格氧,构筑多种机理的OER催化剂能够提供丰富的活性位点和催化活性/稳定性,但是如何实现具有非常大的挑战。
有鉴于此,武汉理工大学木士春教授等报道通过NiMoO4·xH2O@Fe,S在OER电催化反应过程中的结构重构,形成Fe和S双重位点NiFeOOH@SO4,因此能够实现吸附剂转化机理和晶格氧的氧化双重机理。
本文要点
(1)
通过原位光谱/质谱表征和化学探针分子表征技术,发现金属/氧位点同时得到优化。通过理论计算,揭示Fe能够促进吸附物转化机理的OER反应动力学,S能够激活晶格氧的活性,导致O 2p能带上升,增强d-d库伦相互作用,降低金属-氧化学键,改善中间体吸附能。
(2)
通过这种多重机理策略R-NiFeOOH@SO4能够在过电势为251±5/291±1 mV达到100/500 mA cm-2电流密度,而且能够稳定300 h。这项工作有助于理解OER机理和设计高性能的OER电催化剂。
参考文献
Luo, X., Zhao, H., Tan, X. et al. Fe-S dually modulated adsorbate evolution and lattice oxygen compatible mechanism for water oxidation. Nat Commun 15, 8293 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52682-y
https://www.nature.com/articles/s41467-024-52682-y