爱游戏是资助罗马

近日，我校爱游戏是资助罗马清洁能源与环境治理团队曹雪莹老师在碱性析氧反应(OER)领域取得重要进展。该成果以“Coupling nano and atomic electric field confinement for robust alkaline oxygen evolution”为题发表在国际著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上，通讯作者为我院曹雪莹老师和中南大学刘敏老师、南华大学刘俊老师、慕尼黑大学Emiliano Cortés老师。

碱性析氧反应是生产清洁燃料和储存间歇性能源的一种很有前途的途径。然而，过量的OH-消耗和含氧中间体的强吸附等挑战阻碍了碱性OER的发展。在本研究中，作者通过合成Mn单原子掺杂CoP纳米针(Mn SA-CoP NNs)，提出了一种利用纳米尺度和原子局部电场进行碱性OER的合作策略。

研究要点如下：

要点1.在这项研究中，作者引入了一种协同策略，通过在CoP纳米针中加入原子分散的Mn位点来建立纳米尺度和原子局部电场。该策略旨在提高OH-浓度，同时促进*O脱附。利用有限元法(FEM)模拟和密度泛函理论(DFT)计算的理论预测表明，纳米尺度的局部电场增强了催化剂表面周围OH-的浓度，而原子局部电场促进了*O的脱附。

    要点2. 实验验证涉及通过湿化学和蒸汽还原相结合的可扩展方法制备Mn单原子掺杂CoP纳米针(Mn SA-CoP NNs)。原位衰减全反射红外(ATR-IR)和拉曼光谱分别证实了纳米尺度电场和原子局域电场在富集OH-和促进*O脱附中的有效性。因此，Mn SA-CoP NNs在10 mA cm^-2下表现出189 mV的超低过电位，并且在100 mA cm^-2左右的碱性OER下表现出超过100小时的耐久性，超过了迄今为止大多数报道的催化剂的性能。

图1：理论计算。a)碱性OER纳米尺度和原子局域电场示意图。(b-c) (b)高曲率CoP和(c)低曲率CoP表面周围OH-浓度分布。d)差分电荷密度分析。颜色编码:黄色，电荷密度耗尽;绿色，电荷密度积累。钴蓝色;红、锰;灰、磷;布朗,氧气。e) Co活性位点的PDOS和d波段中心。f)自由能图。

图2：电化学OER性能。a) 1.0 mol L^-1 KOH溶液中扫描速率为2 mV s^-1的OER极化曲线。b) Tafel图来源于相应的极化曲线。c)在OER电流密度为10 mA cm^-2时，Co/ mn基催化剂和过渡金属磷化物催化剂的性能比较。d-e) (d) Mn SA-CoP NNs和(e) Mn SA-CoP NWs的原位ATR-IR光谱。f-g) (f) Mn SA-CoP NNs和(g) CoP NNs的原位拉曼光谱。h) Mn SA-CoP NNs在1.0 mol L^-1 KOH溶液中1.50 V vs. RHE的稳定性测试。

文献链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405438