Chem. Eng. J.：银修饰的无定形钴氢(氧)氧化物实现高效析氧

化石燃料(如石油、煤炭和天然气)的枯竭和温室气体造成的全球气候变化促使世界各地的研究人员寻找清洁和可持续的能源。析氧反应(OER)是许多环保的能源技术的关键反应，如水分解、金属-空气电池和可充电燃料电池。然而，由于OER的复杂过程，它的动力学过程是十分缓慢的，这也严重限制了需要OER的能源系统的发展率。

由于OER动力学缓慢，其在很大程度上依赖于所使用的催化剂，因此，海南大学You Chenghang、吴道雄和田新龙(共同通讯)等人制备了一种廉价的Ag修饰的非晶态催化剂，并实现了高效OER。

本文通过对制备的催化剂进行性能测试发现，当Ag被引入到催化剂后，催化剂的OER性能大大提高。在得到的四种催化剂中，NTACo-50Ag(PO)具有最优异的OER性能，在10和100 mA cm^-2的电流密度下的过电位低至0.17和0.25 V，且具有最低的Tafel斜率(64.3 mV decl^-1)以及最高的转换频率(TOF，334.7 s^-1)。

据研究，这也是最近报道的最优异的钴基OER催化剂之一。Ag的引入除了增强了催化剂的OER性能，还提高了催化剂的稳定性。经过近27小时的连续测试，NTACo-50Ag(PO)保持了其93.1%的初始性能，而NTACo(PO)在相同的测试条件下性能下降了27.9%。更重要的是，当NTACo-50Ag(PO)作为空气电极在金属-空气电池中使用时，产生了出色的充电性能，其充电电流密度(150.6 mA cm^-2)几乎是使用混合催化剂(Pt/C+Ir/C)的金属-空气电池的两倍。

此外，使用NTACo-50Ag(PO)的金属-空气电池也表现出较高的循环充放电稳定性，经过330小时的连续测试，NTACo-50Ag(PO)+Pt/C的金属-空气电池几乎保持住了其初始性能。NTACo-50Ag(PO)优异的OER性能是其出色的充电性能和高循环充放电稳定性的原因，本文的工作者也相信这将使其在实际应用中具有可行性。

为了理解Ag的引入对催化剂电子结构以及催化性能的影响，本文首先分析了催化剂的XPS谱图。通过催化剂的Ag 3d谱图可以发现，在三种含Ag的催化剂中均可以检测到Ag(0)和Ag(I)，并且在三种含Ag的催化剂中，NTACo-75Ag的Ag含量最高(46.7 at%)，NTACo-25Ag和NTACo-50Ag的金属Ag含量分别为27.8和29.5 at%。与Ag和Ag₂O相比，所有含有Ag的催化剂的结合能均发生负向偏移，这表明Co和Ag之间存在相互作用。

为了进一步验证Ag和Co之间的相互作用，本文还进行了密度泛函理论(DFT)计算。计算结果表明，Ag d和Co d轨道的态投影密度(pDOS)是自旋极化的，在-6.5 eV~-2.5 eV范围内，Ag d和Co d轨道之间存在轨道杂交，验证了制备的催化剂中Ag和Co之间具有相互作用。

总之，根据实验结果以及表征结果可以说明，Ag的引入使得催化剂具有更好的电导率、更大的活性比表面、更高的Co³⁺含量，这被认为是催化剂具有优异的OER性能和稳定性的原因。本文的工作为未来设计高性能的OER催化剂提供了思路。

Silver-Decorated Amorphous Cobalt Hydr(oxy)oxide as Highly Active Catalyst for Oxygen Evolution Reaction, Chemical Engineering Journal, 2023, DOI: 10.1016/j.cej.2023.142253.

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142253.