析氧反應(OER)是電化學燃料或化學品生產的關鍵半反應，它涉及四個電子和四個質子同時轉移，通常具有非常緩慢的動力學，這限制了電化學轉化的整體效率。為了克服上述問題，研究人員除了在開發高效電催化劑方面做出的重大努力外，設計電極-電解質界面也是提高電催化效率的一條有希望的途徑。

近日，復旦大學龔鳴和華東理工大學練成等發現分級陰離子、硼酸鹽和氟化物的協同作用，可協同促進中性條件下的電催化水氧化。

在陽極電位下，硼酸根陰離子傾向于駐留在更靠近催化劑表面的內亥姆霍茲層中，而氟化物陰離子則位于更遠的外部。更多的陽極電位不會改變離子的排列，但會逐漸將氟化物陰離子移向電極-電解質界面；而分級陰離子可以大大提高水氧化的電催化活性(特別是在電沉積的Co(OH)₂電極)。

相對于單個對應物，在1.40 V_RHE時催化劑的電流密度數值分別增加9.49倍、7.24倍和4.04倍。這種協同作用可能導致兩個動力學區域：一個是硼酸鹽主導區域，通過促進局部PCET促進水氧化開始；另一個是硼酸鹽陰離子促進的氟化物主導區域，通過大大提高交換電流維持更高的電流密度。

這種協同的電解質最終可以在中性pH值下實現高效的水氧化，同時實現在1.651 V_RHE和1.791 V_RHE下的10 mA cm^-2和100 mA cm^-2的高電流密度和以及在100 mA cm^-2下~336小時的出色耐用性，為中性條件下的高效電解應用提供了新的可能性。

Hierarchical Anions at The Electrode-Electrolyte Interface for Synergized Neutral Water Oxidation. Chem, 2022. DOI: 10.1016/j.chempr.2022.06.012