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析氧反應(yīng)(OER)由于其獨(dú)特的四電子轉(zhuǎn)移過程而成為電催化水分解的障礙。異質(zhì)結(jié)構(gòu)和引入氧空位等許多方法已被用于提高OER電催化劑的催化性能。

武漢大學(xué)任峰團(tuán)隊(duì)通過離子輻照技術(shù)制備出富氧空位的NiO/NiFe₂O₄異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米片，用于高效電催化水分解。

作者利用Ar⁺離子對NiFe LDH納米片陣列進(jìn)行不同通量的輻照來制備富氧空位的 NiO/NiFe₂O₄異質(zhì)結(jié)構(gòu)。異質(zhì)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部氧空位的共同存在，顯著提高了催化劑電催化OER性能。

富氧空位的NiO/NiFe₂O₄異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米片在10 mA cm^-2電流密度下的過電位和Tafel斜率分別為279 mV和42 mV dec^-1。另外，NiO/NiFe₂O₄在100 mA cm^-2電流密度下表現(xiàn)出超過450小時(shí)的長期穩(wěn)定性。

DFT計(jì)算表明，NiO/NiFe₂O₄遵循雙活性位點(diǎn)機(jī)制，NiO/NiFe₂O₄的構(gòu)建可以優(yōu)化OER反應(yīng)過程中O*到OOH*過程的自由能。

另外，NiO與NiFe₂O₄的協(xié)同作用使NiO/NiFe₂O₄異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有高導(dǎo)電性和快速電荷轉(zhuǎn)移、豐富的活性位點(diǎn)和高催化反應(yīng)性，導(dǎo)致使其具有優(yōu)異的催化性能。

Ion irradiation inducing oxygen vacancy-rich NiO/NiFe₂O₄ heterostructure for enhanced electrocatalytic water splitting. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202103501

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任峰Small：離子輻照誘導(dǎo)的富氧空位NiO/NiFe2O4異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米片用于高效電催化水分解

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