近日，南昌大學李越湘課題組采用兩步電化學法制備了以泡沫鎳(NF)為載體的磷酸根離子和Fe3+共修飾的Ni(OH)2/NiOOH電催化劑(Pi-Fe: NiOH)。Fe3+的修飾提高了Fe: NiOH的固有電導率，改變了電子結構，有助于提高磷酸鹽的含量；磷酸鹽修飾誘導了Ni(OH)2向γ-NiOOH的轉變，提高了層間水含量和基面質子電導率，大大降低了Ni(OH)2/NiOOH的動態(tài)溶解，有效地通過晶格氧機制(LOM)驅動體相析氧反應(VOER)，并同時促進了電解液在電極表面的潤濕和O2的釋放。因此，F(xiàn)e3+與磷酸鹽的共修飾產(chǎn)生了多種協(xié)同效應，包括增加Ni(OH)2/NiOOH的層間水含量、改善質子的層間傳輸并阻止Ni(OH)2/NiOOH的動態(tài)溶解，最終實現(xiàn)高效VOER。電化學性能測試結果顯示，在堿性條件下，Pi-Fe: NiOH催化劑在10和100 mA cm?2電流密度下的OER過電位分別為118±1和222±4 mV。同時，該催化劑在約300 mA cm?2電流密度下能夠穩(wěn)定運行500小時，遠優(yōu)于Ni(OH)2/NiOOH電催化劑(200 mA cm?2下運行6小時就發(fā)生明顯活性衰減)，突出了其潛在的商業(yè)應用價值。總的來說，該項工作證明了陰陽離子共摻雜提高氫氧化物電催化劑性能的可行性，為開發(fā)高效、穩(wěn)定的OER電催化劑提供了新思路。Codecoration of phosphate and iron for improving oxygen evolution reaction of layered Ni(OH)2/NiOOH. ACS Catalysis, 2024. DOI: 10.1021/acscatal.4c00229
