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潘軍/劉敏/譚鵬飛AFM：硫酸根離子在具有增強OER性能的鎳鐵(羥基)氫氧化物中的作用

合理設計有效的OER催化劑是電催化水氧化的重要步驟。鎳鐵(氧)氫氧化物是用于堿性OER的最有前景的催化劑，但是鎳鐵(羥基)氫氧化物會緩慢重構為NiFe羥基氧化物從而限制了OER性能。

基于此，中南大學的潘軍、劉敏和譚鵬飛等人開發了一種硫酸根離子(SO₄^2-)調制的策略，在OER過程中加速預催化劑的電化學重構和穩定OOH*反應中間體來提高NiFe(羥基)氫氧化物的OER性能。

在硫脲溶液中，作者通過陽極氧化法在泡沫鎳上構建了硫酸根離子(SO₄^2-)修飾的NiFe(羥基)氫氧化物預催化劑(NF-S0.15)，主要成分為FeOOH和Ni(OH)₂。硫酸根離子(SO₄^2-)能夠與Ni位點相互作用并促進電催化劑進行電化學重構。

另外，硫酸根離子(SO₄^2-)的浸出能夠加速Ni(OH)₂/FeOOH轉化為真正活性物質Ni(Fe)OOH的動力學，從而增強OER活性。更重要的是，在電介質中加入硫酸鹽，NiFe(羥基)氫氧化物表面會吸附硫酸根離子(SO₄^2-)，穩定OOH*反應中間體，進一步說明了硫酸根離子(SO₄^2-)可以促進OER活性。

NF-S0.15具有卓越的OER性能，在50 mA cm^-2電流密度下，其過電位和Tafel斜率分別為234 mV和27.7 mV dec^-1。NF-S0.15在100 mA cm^-2電流密度下顯示出超過100小時的優異的耐久性。

Unveiling role of sulfate ion in nickel-iron (oxy)hydroxide with enhanced oxygen-evolving performance. Advanced Functional Materials, 2021. DOI:10.1002/adfm.202102772

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