兰州化物所Nat. Commun.：首次报道！N掺杂激活NiFeOx催化剂提高BiVO4光阳极的OER活性和稳定性

开发低成本、高效率的催化剂以实现高效的析氧反应（OER）是光电化学（PEC）水裂解的迫切需要。

基于此，中科院兰州化学物理研究所毕迎普研究员、吕功煊研究员和丑凌军研究员（共同通讯作者）等人报道了N-掺入可以有效地激活NiFeO_x催化剂，显著提高BiVO₄光阳极的析氧反应（OER）活性和稳定性。

通过实验测试发现，在AM 1.5 G（100 mW cm^-2）照射下，在1.23 V vs RHE下，其光电流密度高达6.4 mA cm^-2，并且具有优异的耐久性。系统研究表明，低电负性N原子对NiFeO_x催化剂中O位点的部分取代，导致Fe位电和Ni位电的电子密度都增加。

具体而言，优异的PEC性能应归功于NiFeO_x和BiVO₄中的电子重构，这是由低电负性N原子部分取代O位点引起。特别是，N原子的弱电子吸引能力导致Fe和Ni位点上的电子富集。

随后从Ni原子向BiVO₄晶格V位点的电子注入有利于提高OER稳定性，而Fe位能有效吸引空穴以促进PEC活性。该工作首次证明了OER催化剂中电子结构的合理调节以及对它们在PEC析氧反应中内在作用的基本理解。

Nitrogen-incorporation activates NiFeO_x catalysts for efficiently boosting oxygen evolution activity and stability of BiVO₄ photoanodes. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01869.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01869.

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