m6米乐官网app登录.广东工大余林教授团队《AEM》封面：电解水制氢研究

　　团队以开发可用于真实工业电解水的阳极催化剂为目标，调节目前最具潜力的NiFe OOH催化剂的电子结构，在反应过程中原位构造缺陷，调节材料的能带结构、载流子浓度、自旋态等，大幅提高了OER性能。提出了一种双缺陷原位构造方法：“Vacancy+Doping”双重调节，能够在稳定缺陷结构的基础上，进一步提升催化性能，是开发工业级OER催化剂的优秀解决方案。

　　文章首先利用密度泛函理论计算了材料的电子密度、能带结构和中间体吸附能。通过对材料态密度进行分析得到材料的能带结构和带隙，确定材料的金属或半金属以及半导体性质，分析其导电性。计算得到d带中心相对费米能级的位置和反键轨道的填充度，以确定中间体的吸附强度。根据中间体吸附能的线性标度关系（linear scaling relation）确定反应的决速步和每一步的吉布斯自由能变，并通过volcano plot curve和energy profiles验证实验结果。

　　考虑到其高熵特性，将掺杂和缺陷同时引入到NiFeOOH中比较困难，该研究利用高价金属Mo、W等在OER时的热力学不稳定性，引入Mo、Co掺杂，而后Mo在OER过程中原位析出形成金属空位。优化后的Co、Mo-NiFe LDH催化剂作为碱性电解槽阳极催化剂，并使用商业镍电极作为阴极催化剂。实验结果表明，采用优化的双稳压电极的AEM电解槽可以达到工业级电流密度，且能耗低至4.9 kWh m-3 H2。这种双调节NiFe基电极的高OER活性和高耐久性有望成为工业制氢的商用OER电极。