利用可再生清潔能源規(guī)模化電解水制氫是未來氫能經(jīng)濟發(fā)展的基石。低成本高性能水氧化電催化劑是決定電解水制氫效率和經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素。目前，鎳和鈷通常是高效水氧化催化劑必不可少的組分。雖然鐵元素比鎳與鈷儲量豐富，價格低廉得多，但鐵基催化劑水氧化性能遠低于鎳與鈷基材料。如何提升鐵基催化劑水氧化性能具有重要科學(xué)與實踐意義。
該封面論文首先借助理論計算揭示非金屬Se摻雜會顯著提升全鐵基FeOOH催化劑的電化學(xué)水氧化催化活性。基于此，發(fā)展了簡單的原位電化學(xué)活化策略，制備出了低成本、高活性和穩(wěn)定性的富鐵水氧化電催化劑，表現(xiàn)出與目前最佳富鎳和富鈷催化劑相當?shù)碾姶呋阅埽涸?/font>500 mA cm-2工業(yè)需求電流密度下過電位僅為348 mV；進一步將該富鐵水氧化電極應(yīng)用于實際太陽能驅(qū)動的電解水系統(tǒng)中，實現(xiàn)了18.55%的太陽能到氫氣的轉(zhuǎn)化效率。這一策略可能為開發(fā)新的地殼含量豐富、經(jīng)濟、高效的電解水催化劑開辟了新的途徑。相關(guān)論文發(fā)表后（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 17, 7005–7013，ESI高被引論文）受到廣泛關(guān)注，目前他引120余次。
Develops an iron-based material for oxygen evolution reaction, showing that common metals can provide high-performance catalysis at a low cost.
中國科學(xué)院化學(xué)研究所
Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences
Se-Doping Activates FeOOH for Cost-Effective and Efficient Electrochemical Water Oxidation
2019,?Vol.?141,?No.?17,?7005-7013
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b01214
