​余颖/余家国/李莉萍EES: Fe-NiSOH实现高效稳定大电流密度水/海水氧化

电催化水分解制氢(H₂)被认为是解决能源危机和环境问题的最有效途径之一。然而，由于阳极上的析氧反应(OER)动力学缓慢，导致电化学水分解的能量转换效率较低。因此，非常需要合理设计高效稳定的电催化剂，以在商业所需的电流密度下进行高效的析氧反应(OER)。

基于此，华中师范大学余颖、中国地质大学(武汉)余家国和吉林大学李莉萍等通过简单的两步氧化策略，在泡沫镍上原位生长超薄铁改性镍羟基硫化物(Fe-NiSOH)纳米片阵列，以实现高效稳定的大电流水/海水氧化。

泡沫镍既作为衬底，也作为镍源生成活性物质，这种简单的连接使催化剂能够牢固地锚定在衬底上，保证了在碱性水/海水中有效的电子转移和良好的耐腐蚀性。此外，通过异位/原位表征和密度泛函理论(DFT)计算表明，Fe-NiSOH电极的原位S浸出不仅加速了其重建过程，而且降低了高活性Ni⁴⁺物种的形成能垒，使其在活化过程中很容易形成。

由于其优异的物理和化学性能，Fe-NiSOH催化剂在碱性水中仅需207、240和268 mV的低过电势即可分别提供10、100和500 mA cm^-2的电流密度，并且可以在商业要求的500 mA cm^-2电流密度下可稳定运行1100小时。此外，它还表现出优异的海水氧化活性和优异的耐氯腐蚀能力，它可以在500 mA cm^-2下稳定运行超过900小时。这项工作提供了一种有效的策略来构建快速自重构电催化剂，以促进高度氧化的金属物质的形成，从而实现高效和稳定的水/海水氧化。

Rapid Self-reconstruction of Fe-modified Ni Hydroxysulfide for Efficient and Stable Large-current-density Water/seawater Oxidation. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D2EE01478E