缺陷工程Co₃O₄析氧催化剂

钴缺陷驱动高活性桥位

利用钴缺陷诱导短Co-Co键桥位，重构后析氧过电位仅为262 mV，优于氧缺陷和无缺陷体系。

张蓉蓉 · 潘伦 · Beibei, Guo · 黄振峰 · Chen, Zhongxin · Li, Wang · 张香文 · Zhiying, Guo · Xu, Wei · Kian Ping, Loh · 邹吉军

Journal of the American Chemical Society 2023

具体参数

析氧过电位

{'zh': '262', 'en': '262'} mV

析氧过电位

{'zh': '300', 'en': '300'} mV

Co-Co距离

{'zh': '3.38', 'en': '3.38'} Å

技术优势

过电位大幅降低

重构后具有Co缺陷的Co₃O₄在10 mA cm⁻²下过电位仅262 mV，比无缺陷的320 mV低58 mV。

可调控重构速率

Co缺陷减弱*OH吸附但增强去质子化，从而降低重构速率，避免过度结构坍塌。

活性桥位可控生成

无论Co或O缺陷，均能在重构后产生高活性的桥式Co位点，而Co缺陷还可压缩晶格，缩短Co-Co键。

应用场景

• 碱性电解水析氧：提供低过电位碱性OER催化剂，提升电解水能效。
• 缺陷工程电催化剂：揭示缺陷类型调控重构与活性机制，指导催化剂设计。
• 可再生燃料电合成：促进电解水制氢耦合可再生电力，实现绿色燃料合成。