NiFe基催化剂在不同pH电解质中水氧化的研究

可再生电力驱动的水分解提供了一种绿色和可持续的制氢方式(H2).提高水分解效率的关键是高效的电催化剂。非贵金属镍铁(NiFe)基电催化剂是碱性电解质中析氧反应(OER)的最佳催化剂之一。然而，它们在中性pH条件下表现出低得多的活性，这限制了它们在海水分解和CO中的应用。2减少。

尽管已经报道了许多形式的NiFe基电催化剂，但它们的OER性能很差。为了基本了解NiFe电催化剂的机理和功能，研究人员必须在OER过程中跟踪其成分和结构变化。

近日，由南开大学罗景山教授和中国科学院大连化学物理研究所王俊虎教授领导的研究团队报告了他们对NiFe基催化剂在不同pH电解质中的OER机理的研究。本工作介绍了不同pH电解质中NiFeLDH用于OER的系统电化学和操作光谱研究。该研究发表在《中国催化学报》上。

NiFeLDH催化剂表现出明显的pH依赖性OER活性。操作/非原位拉曼光谱表明Ni3+物种在中性和接近中性条件下比在碱性电解质中需要更高的电位。歌剧57FeMössbauer光谱结果也证实了Fe4+与碱性条件下的NiFeLDH相比，物种在中性或接近中性条件下难以形成或产生更正电位。

除了形成高价Ni的可行性不同3+和铁4+物种，NiFeLDH对OER的速率决定步骤(RDS)在不同pH条件下也不同。在碱性条件下，*OH吸附和*O形成的屏障降低，*O向*OOH的转化即为RDS，从而实现高OER性能。在中性介质中，*OH吸附是RDS。

该团队的研究结果为理解OER机理提供了新的见解，并将促进高效水氧化电催化剂的设计。