阴离子调节的 Ni 基电催化剂：揭示合成来源对 OER 性能的影响

阴离子调节的 Ni 基电催化剂：揭示合成来源对 OER 性能的影响

阴离子调控的Ni基电催化剂由于其优异的OER活性而受到广泛关注，尽管采用阴离子调控的Ni基电催化剂作为起始材料，但这些材料最终都在阳极电位下经历不可逆的重构过程，形成羟基氧化镍（NiOOH）活性物种。

此外，这些阴离子介导的镍基电催化剂 NiOOH 通常表现出比直接合成的 Ni 羟基氧化物更好的催化活性。OER 性能的这种差异表明它们对合成源的依赖性，这一现象的揭示可能对未来开发高性能 NiOOH 电催化剂至关重要。

在此基础上，新加坡国立大学薛俊民、Wee Siang Lee、王小鹏和新加坡科技研究局奚世博、余志根等制备了三种Ni基预催化剂（NiS2、NiSe2和Ni5P4），并采用计时电位法处理，使其完全转化为NiOOH物种。

根据电化学测试结果发现，重构的NiOOH表现出明显不同的本征OER活性。同时，研究人员通过X射线吸收结构分析观察到这些NiOOH中存在不同程度的应变，导致NiO6八面体发生不同程度的畸变，并且NiOOH中NiO6八面体畸变程度越大导致eg*带（具有对称的3d电子态）的增宽越大。eg*带的离域程度对整体OER性能至关重要，因为它可以显著影响电子从电催化剂向外部的转移，从而影响OER活性。

研究人员进一步研究发现，由三种Ni基前驱体重构的NiOOH在NiO6八面体中存在不同程度的扭曲，从而导致eg*谱带增宽程度不同，这被认为是OER活性差异的关键因素。

密度泛函理论（DFT）计算进一步证明，更高的应变程度导致费米能级周围的eg*带更强烈地增宽，从而导致镍基氢氧化物的OER活性更高。更重要的是，这种关系在NiFe氢氧化物体系中也观察到了，表明这一概念在OER电催化剂开发中的普遍性。总的来说，这项工作首次提供了eg*带增宽对重构衍生的NiOOH的OER反应机理的影响的证据，为制备高性能OER电催化剂提供了一种新策略。

由 eg* Band 在 . & , 2023 年撰写。DOI: 10.1039/