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氫氣具有較高的能量密度、無毒和無碳排放等優點被認為是理想的能源載體之一。電催化水分解法是一種環境友善且高效的制氫方法。與陰極析氫反應(HER)相比，涉及多步電子轉移過程的陽極析氧反應(OER)需要較高的過電位來克服動力學緩慢的問題，大大限制了電催化水分解的整體效率。目前，高效OER電催化劑的首選是基于Ru和Ir的材料。然而，它們在水分解中的廣泛應用受到稀缺性和高成本的阻礙。為了克服上述限制，有必要設計和制造經濟有效的高性能OER電催化劑。

近日，西北大學程永亮、楊方社和申保收等通過靜電紡絲、氧化、磷化和硼化處理，設計并制備了一種優異的B, Fe-CoP納米纖維OER電催化劑。

實驗結果和理論計算表明，B, Fe-CoP納米纖維具有層次多孔結構，其可以增強電活性位點的可及性并促進有效的傳質，提高OER活性；同時，B和Fe的雙摻雜可以更有效地觸發重構氫氧化物中的晶格氧機制，并且Fe活性中心有效降低了速率決定步驟的能壘，從而加速OER動力學。

性能測試結果顯示，將B, Fe-CoP納米纖維負載到泡沫鎳上作為陽極，Pt/C作為陰極組裝成的水電解槽僅需1.533、1.618和1.674 V的電壓就能分別達到100、500和1000 mA cm^?2的電流密度，并且該電解槽在200 mA cm^?2電流密度下連續運行100后電壓僅升高63 mV。此外，為了驗證該催化劑的實際應用潛力，研究人員測試了其在堿性海水中的OER性能。

結果顯示，B, Fe-CoP納米纖維在1000 mA cm^?2電流密度下的過電位為376 mV，并且在100 mA cm^?2電流密度下運行200 h過程中過電位僅輕微增加42 mV?？偟膩碚f，該項工作通過實驗和理論計算揭示了引入外來元素對反應機制的調控作用，為制備遵循LOM途徑的高活性和穩定性OER電催化劑提供了一種新的策略。

Dual doping of B and Fe activated lattice oxygen participation for enhanced oxygen evolution reaction activity in alkaline freshwater and seawater. Advanced Functional Materials, 2024. DOI: 10.1002/adfm.202402264

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