双金属羟基氧化物——一种应用于工业相关条件下的高性能水氧化电催化剂OA

作者：袁佳欣; 程肖帝; 雷超君; 杨彬; 李中坚; 罗坤; K.H.Koko Lam; 雷乐成; 侯阳^*; Kostya Ken Ostrikov

来源：Engineering, 2021, 7(09): 239-252.

• 双金属羟基氧化物
• 析氧反应
• 协同效应
• 高电流密度

开发高电流密度条件下的高性能析氧反应(OER)电催化剂，对于碱性电解水未来清洁能源的商业应用非常重要。鉴于此，我们通过将泡沫镍(NF)浸入Fe(NO3)3溶液，在泡沫镍基底上原位制备了三维(3D)双金属羟基氧化物杂化物(NiFeOOH/NF)。在这种独特的3D结构中，NiFeOOH/NF杂化物由均匀生长在NF表面的晶态Ni(OH)2和无定形FeOOH物种组成。作为双金属羟基氧化物电催化剂，NiFeOOH/NF杂化物表现出优异的电催化OER活性，其性能不仅超过被报道的其他Ni-Fe基电催化剂，而且超过商业Ir/C催化剂。拉曼光谱结果表明，NiFeOOH/NF杂化物在电催化OER过程中产生的FeOOH和Ni OOH物种，被认为是实际的催化活性相。得益于Fe和Ni催化位点的协同作用，在严苛的80℃、10.0 mol·L-1KOH电解液的工业测试条件下，NiFeOOH/NF杂化物表现出了优异的电催化OER性能，仅需1.47 V和1.51 V的应用电势就能分别达到100 m A·cm-2和500 m A·cm-2的高催化电流密度。

• 单位
  浙江大学; 能源清洁利用国家重点实验室