香港理工|柴扬&香港城大|陆洋副教授课题组Nature子刊:高价金属位促进水氧化的晶格氧活化

研究团队:香港理工大学柴扬副教授课题组与香港城市大学陆洋副教授、江南大学、以及中国科技大学合作
研究内容:该工作表明在FeCoCrNi多组元合金(MCA)薄膜的表面重构的氢氧化物活性成分中,高价态的Ni4+物种可以通过原子间电子相互作用有效构筑。通过谱学研究和理论计算发现,Fe组分的存在是形成Ni4+物种的前提,而Ni2+→Ni3+→Ni4+的多步演化在能量上使得Ni4+的形成更加有利。构筑的Ni4+物种可以将空穴转移至氧配体中,以促进分子内氧耦合,触发晶格氧活化,最终形成Fe-Ni双金属位点作为具有高内在活性的催化中心。表面重构的FeCoCrNi OER催化剂在碱性电解液中表现出出色的催化活性,在过电势为300 mV时,得到的质量活性(mass activity)和转换频率(TOF)分别为 3601 A gmetal-1和0.483 s-1。
文献信息:Lattice oxygen activation enabled by high-valence metal sites for enhanced water oxidation. (Nat. Commun., 2020, DOI: 10.1038/s41467-020-17934-7) [原文链接]

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