高效的析氧反应电催化剂对于可持续的清洁能源转换至关重要。然而,催化材料遵循传统的吸附质演化机制(AEM),关键氧中间体*OOH和*OH之间存在固有的比例关系,或者遵循晶格氧介导机制(LOM),从而可能存在晶格氧迁移和结构重建,不利于高活性和稳定性之间的平衡。鉴于此,来自郑州大学材料科学与工程学院的Jia-Nan Zhang开发了一种非常规的Co-Fe双位点分段协同机制(DSSM),用于碳纳米管(CNT)上的单畴铁磁性催化剂CoFeSx纳米团簇(CFS-ACs/CNT),该机制可以在不牺牲稳定性的情况下有效地打破结垢关系。
文章要点:
1) 该研究证实,Co3+(L.S,t2g6eg0)提供最强的OH*吸附能,而Fe3+(M.S,t2g 4eg1)暴露出较强的O*吸附,并且这些双位点协同产生Co-O-O-Fe中间体,加速了三重态氧的释放( ↑ O = O ↑ );
2) 此外,该研究发现CFS-ACs/CNT催化剂表现出比商业IrO2更低的过电位,并且在没有明显潜在损失的情况下具有约633小时的稳定性。
参考资料:
Xu, S., Feng, S., Yu, Y. et al. Dual-site segmentally synergistic catalysis mechanism: boosting CoFeSx nanocluster for sustainable water oxidation. Nat. Commun. (2024).
10.1038/s41467-024-45700-6
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45700-6