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迄今為止，為了提高NiFe層狀雙氫氧化物(LDHs)的電化學OER性能，引入了缺陷工程和元素摻雜等多種物理化學方法。在OER催化劑中引入金屬空位可以改變配位原子的幾何結構，優化吸附能量，重新分配金屬中心的電荷密度，從而保證催化活性。

金屬空位也可以通過減輕NiFe LDH中的晶格畸變和增強金屬與氧之間的結合能來大大抑制高氧化電位的衰減，從而提高OER的長期耐久性。非均相金屬原子摻雜(Co、Mo、V、Cu等)已被廣泛用于調整NiFeOOH中相鄰Ni和Fe的電子結構，以提高催化過程的動力學性能。盡管這兩種方法都涉及到高性能催化劑的開發，但很少有研究揭示金屬摻雜和金屬空位的協同優化的催化機理。

NiFeOOH的雙中心協同催化機理表明，Ni中心的吸附較弱，以及Fe中心的強吸附限制了NiFeOOH的堿性OER活性。密度泛函理論(DFT)計算證實了Co摻雜可以增加Ni的吸附，而金屬空位可以減少Fe的吸附。這兩個因素的結合可以進一步調節原子環境，優化含氧中間體的自由能，從而提高OER活性。

基于此，北京航空航天大學郭林、周葦和中國科學院上海硅酸鹽研究所劉建軍等通過引入Co摻雜和Cr空位制備了非晶V_Cr，Co-NiFeOOH催化劑，將其用于高效催化OER。實驗結果表明，在10 mA cm^-2的電流密度下，V_Cr，Co-NiFeOOH表現出198 mV的低OER過電位，Tafel斜率為39.5 mV dec^-1。更重要的是，以V_Cr，Co-NiFeOOH為陽極組裝的AEM水電解槽在80 °C下表現出高活性(1.56 V處達到0.5 A cm^-2，1.68 V時達到1.0 A cm^-2)和優異的耐久性(0.5 A cm^-2，500小時，電壓降解率僅為2%)。

結合XPS、XANES和Bader電荷分析，發現Co摻雜可以增加Ni到Co的部分電子轉移，進一步增強在Ni位點上的OH*吸附，而Cr空位可以削弱Fe對OH*的強吸附作用。

根據CV、原位拉曼和EIS結果，發現Co和Cr摻雜有助于Ni²⁺在高電流密度下的初始活化過程和OER動力學的改善。理論計算也證實了Ni-Fe雙中心的協同作用使決速步的能壘降低了0.14 eV，表明Co摻雜和Cr空位引起的協同微環境調節可以增加*OH對Ni的吸附，減少對Fe的吸附，加速OER反應速率，特別是在大電流密度下。

Synergistic atomic environment optimization of nickel–iron dual sites by Co doping and Cr vacancy for electrocatalytic oxygen evolution. Journal of the American Chemical Society, 2024. DOI: 10.1021/jacs.4c14675

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