​暨大高庆生ACS Catalysis：氧化铈促进镍基电催化剂重构助力高效OER

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本文报道了铈（Ce）促进的Ni-X（X=S、P和O）重构，以揭示重构表面与OER性能之间的相关性

​暨大高庆生ACS Catalysis：氧化铈促进镍基电催化剂重构助力高效OER

调节催化剂的动态变化对于理解其机理和开发更好的电催化剂具有重要意义，但在析氧反应（OER）中仍然具有挑战性。
基于此，暨南大学高庆生教授（通讯作者）等人报道了铈（Ce）促进的Ni-X（X=S、P和O）重构，以揭示重构表面与OER性能之间的相关性，并指导了设计优异的电催化剂。界面CeO2通过增强羟基吸附促进Ni-X的原位重构，产生高活性的CeO2-NiOOH界面。
测试发现，CeO2改性的Ni3S2在1.0 M KOH中的电流密度为10和100 mA cm-2时，分别具有251和364 mV的低过电位，在已报道的Ni基催化剂中表现最佳。
​暨大高庆生ACS Catalysis：氧化铈促进镍基电催化剂重构助力高效OER
DFT计算发现，在Ni3S2和Ni2P衍生的NiOOH上具有丰富的氧空位（Ov），因此分析了CeO2-NiOOH与Ov界面的另一个模型（CeO2-NiOOH-Ov），以解释在CeO2-Ni2P/NF、CeO2-Ni3S2/NF和CeO2-NiO/NF上的不同活性。
在碱性条件下，OER过程涉及在金属阳离子位点上的协同四电子转移以产生O2。裸CeO2被视为具有非常高的能量势垒（2.47 eV）的不良OER催化剂。
NiOOH的电势决定步骤（PDS）是*OOH的形成，相应的能垒（ΔG）高达1.92 eV，表明主要限制是由于*O和*OOH结合不当。
​暨大高庆生ACS Catalysis：氧化铈促进镍基电催化剂重构助力高效OER
与NiOOH相比，与CeO2偶联后，CeO2-NiOOH上的PDS是从*OOH到O2的转化，ΔG为1.75 eV。Ov的加入改善了*O和*OH中间体的吸附强度，PDS是*OH物种在CeO2-NiOOH-Ov上的脱质子化，ΔG仅为1.70 eV，接近η vs ΔG*O-ΔG*OH火山图的顶点（1.6 eV），表明良好的OER动力学。
引入具有丰富Ov的CeO2-NiOOH界面可以调节OH*、O*和OOH*中间体的吸附，从而提高Ni3S2和Ni2P衍生的NiOOH的OER。
​暨大高庆生ACS Catalysis：氧化铈促进镍基电催化剂重构助力高效OER
Ceria-Promoted Reconstruction of Ni-Based Electrocatalysts toward Efficient Oxygen Evolution. ACS Catal., 2022, DOI: 10.1021/acscatal.2c03912.
https://doi.org/10.1021/acscatal.2c03912.

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