水电解有望通过无碳工艺将电力转化为氢能,其广泛应用在很大程度上取决于阳极析氧反应(OER)的效率。过渡金属基OER催化剂满足了长期发展对成本效益的要求,可以通过多种能带电子结构调节方法来提高其性能。江苏海洋大学杨涛提出了一种多杂化策略,即同时强调p-d、s-sp和d-d杂化,这有效指导了钒(V)、硼(B)-FeNiP催化剂的设计。
本文要点:
1) 密度泛函理论分析揭示了多重杂化的存在,以及铁和镍在杂化强度、能带结构和界面电荷转移方面的差异。在双B、V掺入后,Fe和Ni位点同时优化到最高性能。
2) 因此,VB-FeNiP催化剂显示出优异的OER性能,塔菲尔斜率为57.64 mV dec−1,在100 mA cm−2下的过电势为175 mV,稳定性极佳。该工作强调了过渡金属基催化剂设计中多重杂化的协同效应,并将引发基于调节能带结构的有效方法来开发高性能OER催化剂。
Hongyan Zhang et.al Multihybridization for Enhancing Fe-Ni Bimetal Electrocatalyst in Water Oxidation Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403464
https://doi.org/10.1002/aenm.202403464