高效水氧化催化剂：Mn掺杂的层状镍铁氢氧化物/还原氧化石墨烯

发展廉价、高效的水氧化(OER)催化剂对发展可持续能源具有重要意义。杂原子掺杂调节活性位点的电子结构提高催化剂的OER性能被认为是一种高效的策略。

近日，清华大学陈晨副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过水热法制备得到Mn掺杂的层状镍铁氢氧化物/还原氧化石墨烯(Mn-NiFe LDH/rGO)作为高效、稳定的水氧化催化剂。实验和模拟计算研究都表明Mn能调整活性位点的电子结构，改善其对水氧化反应中中间产物的吸附能垒，从而减小OER反应中决速步骤的反应势垒。

具体而言，最优的Mn-NiFe LDH/rGO复合材料在过电位仅为240 mV就能驱动10 mA cm−2的电流密度，Tafel斜率低至40.0 mV dec−1，并且具有良好的稳定性。该催化剂优异的活性优于最近报道的OER电催化剂。

图1 NiFe LDH/rGO和Mn掺杂NiFe LDH/rGO的OER催化性能。

本工作为制备用于能源转换领域的高活性、廉价的电催化剂提供了新的思路。

文章信息

Jiang, B., Cheong, WC., Tu, R. et al. Regulating the electronic structure of NiFe layered double hydroxide/reduced graphene oxide by Mn incorporation for high-efficiency oxygen evolution reaction. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1678-y