厦门大学JACS:晶格氧机理增强NiFeP分解水产氧的表征
纳米技术 纳米 2024-12-26

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NiFe催化剂在碱性条件下的析氧反应(OER)中的高效性而受到关注,但是人们对于NiFe具有优异性能的机理仍然不清楚。

有鉴于此,厦门大学张华教授等报道掺磷镍铁纳米催化剂(NiFeP)上OER的分子机制和OER的结构-中间体-反应性能之间的关系。

本文要点:

(1)

NiFeP表现出优异的催化活性和稳定性,在1 M KOH和10 mA cm–2时,过电位仅为210 mV,在阴离子交换膜的水电解槽中达到1 A cm-2电流密度所需电池的电压仅为1.68 V。使用壳分离纳米粒子增强拉曼光谱SHINERS(shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy),结合微分电化学质谱和密度泛函理论,原位探测了NiFeP催化剂的OER过程中活性位点和中间体的演变表征结果得到OER通过晶格氧介导机制进行的直接证据。

(2)

值得注意的是,磷掺杂在稳定活性β-Ni(Fe)OOH的过程中起到关键作用,有助于*OH脱质子化和O-O偶联形成*OO中间体。这项研究结果加深了对OER机制的理解,为设计具有更高效率和更强寿命的下一代OER催化剂提供了明确的途径。

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参考文献

Zheng-Xin Qian, Ge-Hao Liang, Liang-Fei Shen, Ge Zhang, Shisheng Zheng, Jing-Hua Tian, Jian-Feng Li, and Hua Zhang*, Phase Engineering Facilitates O–O Coupling via Lattice Oxygen Mechanism for Enhanced Oxygen Evolution on Nickel–Iron Phosphide, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c15847

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15847


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