ACS Catal.：可持续氧化物电催化剂助力HER和OER

开发高效、稳定且经济的析氧反应（OER）和析氢反应（HER）电催化剂是水电解的关键。此外，OER是太阳能利用、可再充电金属-空气电池和再生燃料电池的关键过程。然而，该反应是一个多步骤的四电子转移过程，活化能较高。同时，IrO₂、RuO₂等传统OER催化剂成本高，阻碍了其实际应用。

基于此，美国路易斯维尔大学Farshid Ramezanipour（通讯作者）等人报道了一种基于地球含量丰富的金属的水分解电催化剂。作者采用实验和计算两种方法对钙钛矿氧化物催化剂CaSrFe_0.75Co_0.75Mn_0.5O_6-δ（CSFCM）进行了研究。

通过研究发现，CSFCM催化剂展示了一系列特性，主要有以下优异性能：

（1）在电流密度为10 mA cm^-2下具有非常高的OER活性，过电位（η）仅为0.19 V；

（2）在进行1000次催化循环后，CSFCM催化剂仍具有高稳定性；

（3）在酸性和碱性条件下，该催化剂能有效的催化HER；

（4）作为单相块体材料的催化活性，无需任何额外加工、多组分复合制备或纳米制造。

通过使用密度泛函理论（DFT）计算，作者发现实验观察到的OER活性与e_g的自由载流子的数量相关，除e_g轨道占有率外，还可以用作描述符，以进一步调整氧化物钙钛矿的性能电催化剂。

因此，CSFCM的催化活性是固有的，使其成为未来电催化参数研究的良好基准化合物。该工作还强调了系统结构设计对电催化活性的影响。

Sustainable Oxide Electrocatalyst for Hydrogen- and Oxygen-Evolution Reactions. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c03196.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03196.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/17/f81c600a19/