【DFT+实验】AFM：Cr-CoxP实现直接海水电解的高效OER

由于不理想的氯化物电化学和实际应用中的严重腐蚀，目前海水电解技术受到阳极析氧反应（OER）选择性低和稳定性差的严重阻碍。

基于此，青岛大学张立学教授和张晓燕教授、中国海洋大学黄明华教授、香港理工大学黄勃龙教授等人报道了基于“功函数优化”概念，设计并合成了静脉状Cr掺杂Co_xP（Cr-Co_xP），并用于直接海水电解的高效OER电催化剂。

在268和325 mV的过电位下，其分别实现20和100 mA cm^–2的电流密度，以及高OER选择性和长期稳定性。

通过DFT计算，作者研究了Cr掺杂引起的电子调控。Cr掺杂后，表面电子分布比原始Co_XP更富电子。引入Cr后，Co位点的表面配位环境发生了改变，使得Co_XP的结构更加扭曲。

更重要的是，Cr-Co_XP上的成键轨道和反键轨道的强耦合保证了电催化剂表面电子的有效转移。投影偏态密度（PDOSs）表明，Co-3d和Cr-3d轨道在费米能级（E_F）附近占主导地位，轨道重叠强烈。

此外，位点依赖性PDOS进一步揭示了Cr掺杂诱导的临界调制。从整体到表面，主导峰和d波段中心向E_F呈逐渐上升的趋势。Cr位点的引入进一步激活了相邻的Co位点，支持了OER电活性的改善。

同时，P-3p轨道也受到附近Cr位的调制。在体点阵和中间点阵中，Cr的掺入使P-3p轨道变宽，有利于固定价态稳定的Co-3d轨道。在配位数较低的Cr-Co_xP表面，P-3p轨道向EF有明显的上移，由于Cr掺杂减轻了功函数，从而降低了电子转移势垒。

Alleviating the Work Function of Vein-Like Co_XP by Cr Doping for Enhanced Seawater Electrolysis. Adv. Funct. Mater., 2023.

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