苏大/柏林工大Adv. Sci.：NiSe2-Vse高效的电催化氧气转化为过氧化氢

空位工程（Vacancy engineering）被认为是一种调节电催化剂催化活性的有效方法。基于此，苏州大学陈子亮副教授和康振辉教授、德国柏林工业大学Prashanth W. Menezes（共同通讯作者）等人报道了通过顺序的相位转换策略，在NiSe₂结构中产生了带有电荷极化的Se空位（NiSe₂-V_se）。

所制备的NiSe₂-V_se在碱性介质中对H₂O₂的选择性最高达96%，在0.25-0.55 V宽电位范围内的选择性超过90%，在已报道的过渡金属基电催化剂中处于领先地位。此外，在5000次加速降解试验（ADT）后，仅有轻微的选择性衰减。

本文通过DFT计算，以检测Se空位如何增强本征2e⁻ ORR活性和对NiSe₂的选择性。在标准条件（U=0 V）和2e⁻ ORR平衡电位（U=0.70 V）下，绘制了NiSe₂和NiSe₂-V_se在2e⁻ ORR过程中的自由能图。

值得注意的是，对比原始的NiSe₂（U=0和0.70 V时分别为4.548和3.848 eV），NiSe₂-V_se的∆G_*OOH值（U=0和0.70 V时分别为4.28和3.58 eV）更接近理想的∆G_*OOH值（U=0和0.70 V时分别为4.22和3.52 eV）。

此外，还模拟了吸附*OOH与基底（NiSe₂和NiSe₂-V_se）之间的电荷密度差分布。负电荷极化的Se空位使吸附的*OOH与催化剂间产生了更明显的电荷定位，从而加强了活性Ni位点与*OOH的结合。

该结果证明，引入电荷极化Se空位后，有利于提高活性Ni位点与中间体的结合，从而优化∆G_*OOH。在U=0.70 V下，NiSe₂-V_se-N-OOH体系的∆G_*OOH值为3.61 eV，与NiSe₂-Vse-OOH系统的理想值3.52 eV非常接近，但比NiSe₂-V-OOH体系的理想值更远，再次证明了Se空位中负电荷极化对提高本征2e⁻ ORR活性的积极作用。

Charge-Polarized Selenium Vacancy in Nickel Diselenide Enabling Efficient and Stable Electrocatalytic Conversion of Oxygen to Hydrogen Peroxide. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202205347.

https://doi.org/10.1002/advs.202205347.

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