邵宗平/周嵬AM: 面共享结构的一维5H多形体用于高效稳定电催化水氧化

在电解水析氧反应(OER)过程中，角共享氧化物通常会发生结构重构，这导致在催化剂中引入动态稳定的活性位点具有挑战性的。

南京工业大学邵宗平、周嵬等报道了一种具有面共享结构的一维5H多形体Ba₅Bi_0.25Co_3.75FeO_14-δ氧化物，其能够在碱性介质中高效稳定电催化OER。

受益于具有三对组合键的稳定的共面结构，Ba₅Bi_0.25Co_3.75FeO_14-δ即使在高OER电位下也能保持其局部结构不发生变化，在110小时内该催化剂性能下降可忽略不计。

此外，Ba₅Bi_0.25Co_3.75FeO_14-δ中较高的Co价和较小的轨道带隙使其具有比其角共享对应物(Ba₂Bi_0.1Sc_0.2Co_1.3Fe_0.4O_6-δ[Sc0.2])更好的电子传输能力，在0.1 M KOH溶液中，在10 mA cm^-2电流密度下的过电位为308 mV。

进一步的机理研究表明，共面Ba₅Bi_0.25Co_3.75FeO_14-δ中晶格氧位点之间的距离较短，可以通过空间诱导效应加速去质子化步骤(*OOH + OH^– = *OO + H₂O + e^–)，以促进晶格氧参与反应。

在这项工作中，作者不仅发现了一种具有优异OER性能的新型一维共享面氧化物，而且还为可持续能源系统的动态稳定和活性位点的合理设计提供新思路。

Exceptionally robust face-sharing motifs enable efficient and durable water oxidation. Advanced Materials, 2021. DOI: 10.1002/adma.202103392

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