黄少铭/邵敏华Adv. Sci.: 在尖晶石氧化物固溶体中从原子尺度构建活性位点实现高效、稳健电催化OER

由于尖晶石氧化物具有理想的催化活性和快速的动力学，被认为是用于析氧反应(OER)的有前景的低成本非贵金属电催化剂。

然而，由于尖晶石氧化物的结构复杂，对提高尖晶石氧化物OER性能的深入研究仍然不足。尤其是关于大量空置八面体空隙的活性位点的构建尚未被探索。

广东工业大学黄少铭与香港科技大学邵敏华等人设计并制造了由类似结构的 MoFe₂O₄(MFO)和CoFe₂O₄(CFO)纳米片支撑在泡沫铁(IF)上的固溶体(样品表示为 MCFO NS/IF)。

尖晶石氧化物中Fe阳离子空位的形成可以通过氧化具有多种价态的阳离子(例如Mo和V)来实现。外来离子可以锚定在这些空位上，有助于晶格内外来离子分布的不规则性。

由于空位的锚定效应，会导致阳离子随机填充到八面体空隙中。同时，由于尖晶石氧化物中的阳离子取代趋势，能够通过阳离子的重新分布产生固溶体。该过程伴随着由阳离子重新填充八面体位点，以增加催化剂表面上作为活性位点的TM_oct的数量。

随着活性位点的增加和电子结构的改变，电催化剂表现出优异的OER催化活性，起始电位为1.41 V，在500 mA cm^-2的电流密度下过电位为 290 mV。此外，其能够保持在250 mA cm^-2下1000 小时，具有38 mV dec^-1的Tafel斜率的快速动力学和优异的耐久性。

Constructing active sites from atomic-scale geometrical engineering in spinel oxide solid solutions for efficient and robust oxygen evolution reaction electrocatalysts. Advanced Science, 2021. DOI: 10.1002/advs.202101653

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黄少铭/邵敏华Adv. Sci.: 在尖晶石氧化物固溶体中从原子尺度构建活性位点实现高效、稳健电催化OER

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