潘军/刘敏/谭鹏飞AFM：硫酸根离子在具有增强OER性能的镍铁(羟基)氢氧化物中的作用

合理设计有效的OER催化剂是电催化水氧化的重要步骤。镍铁(氧)氢氧化物是用于碱性OER的最有前景的催化剂，但是镍铁(羟基)氢氧化物会缓慢重构为NiFe羟基氧化物从而限制了OER性能。

基于此，中南大学的潘军、刘敏和谭鹏飞等人开发了一种硫酸根离子(SO₄^2-)调制的策略，在OER过程中加速预催化剂的电化学重构和稳定OOH*反应中间体来提高NiFe(羟基)氢氧化物的OER性能。

在硫脲溶液中，作者通过阳极氧化法在泡沫镍上构建了硫酸根离子(SO₄^2-)修饰的NiFe(羟基)氢氧化物预催化剂(NF-S0.15)，主要成分为FeOOH和Ni(OH)₂。硫酸根离子(SO₄^2-)能够与Ni位点相互作用并促进电催化剂进行电化学重构。

另外，硫酸根离子(SO₄^2-)的浸出能够加速Ni(OH)₂/FeOOH转化为真正活性物质Ni(Fe)OOH的动力学，从而增强OER活性。更重要的是，在电介质中加入硫酸盐，NiFe(羟基)氢氧化物表面会吸附硫酸根离子(SO₄^2-)，稳定OOH*反应中间体，进一步说明了硫酸根离子(SO₄^2-)可以促进OER活性。

NF-S0.15具有卓越的OER性能，在50 mA cm^-2电流密度下，其过电位和Tafel斜率分别为234 mV和27.7 mV dec^-1。NF-S0.15在100 mA cm^-2电流密度下显示出超过100小时的优异的耐久性。

Unveiling role of sulfate ion in nickel-iron (oxy)hydroxide with enhanced oxygen-evolving performance. Advanced Functional Materials, 2021. DOI:10.1002/adfm.202102772

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