鎳鐵層狀雙氫氧化物（LDH）是一種有望替代貴金屬用于堿性析氧反應(yīng)（OER）的高性價比催化劑，但其在高電流密度條件下的固有活性并不令人滿意，極大地限制了NiFe LDH催化劑的工業(yè)應(yīng)用。

基于此，2024年10月21日，青島科技大學(xué)王磊教授、賴建平教授在國際期刊Advanced Energy Materials發(fā)表題為《Dual Cocatalytic Sites Synergize NiFe Layered Double Hydroxide to Boost Oxygen Evolution Reaction in Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer》的研究論文。

在此，作者報道了一種新型的Co和W共摻雜的NiFe LDH催化劑，其具有用于堿性O(shè)ER催化的雙助催化位點。

優(yōu)化后的Co_2.8, W_3.8-NiFe LDH集成催化劑具有優(yōu)異的堿性O(shè)ER活性（255 mV@1000 mA cm^–2）和出色的催化穩(wěn)定性（200 h@500 mA cm^-2）。

Co_2.8、W_3.8-NiFe LDH在1.49 V 對比RHE下的轉(zhuǎn)換頻率值可以達到4.02 s^-1，比NiFe LDH高9.6倍，優(yōu)于貴金屬催化劑。

此外，它可以在1.86 V下達到1.0 A cm^–2，并在陰離子交換膜水電解槽中保持300小時穩(wěn)定運行。

理論和實驗研究表明，W位點促進^*OH吸附，Co位點有利于OH^*的質(zhì)子解吸。這些雙助催化位點共同促進^*O的覆蓋，有效加速堿性O(shè)ER動力學(xué)。

圖1：Co_2.8, W_3.8-NiFe LDH集成催化劑的合成示意圖及形貌表征

圖2：不同催化劑在1.0 M KOH中的電催化HER性能

圖3：Co_2.8, W_3.8-NiFe LDH和NiFe LDH集成催化劑的原位拉曼光譜

Dual Cocatalytic Sites Synergize NiFe Layered Double Hydroxide to Boost Oxygen Evolution Reaction in Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer,?Advanced Energy Materials,?2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202402046.