钴碘酸盐前驱体诱导的Co3O4微结构调控及其在工业条件下高电流密度碱性析氧反应中的应用

为解决工业级碱性析氧反应(OER)中高效稳定催化剂的开发难题，研究人员通过碘酸根(IO3?)调控策略，首次利用Co(IO3)2煅烧制备了晶态Co3O4-I。该材料在碳纸基底上展现卓越OER性能，镍泡沫(NF)基底测试中达到249±4mV@10mAcm?2geo，在6M KOH、85℃工业条件下更实现1.383V@10mAcm?2geo的突破性表现，并保持500mAcm?2geo下72小时稳定性。研究为过渡金属氧化物微结构调控提供了创新方法。

　　

这项突破性研究揭示了碘酸根(IO₃^?)在调控钴氧化物(Co₃O₄)微观结构中的独特作用。科研团队巧妙利用钴碘酸盐(Co(IO₃)₂)前驱体，通过煅烧工艺成功制备出具有优异结晶度的Co₃O₄-I材料。与传统方法制备的Co₃O₄-U和无定形羟基碳酸钴前驱体(Co(OH)₂)相比，这种新型催化剂在碳纸基底上展现出惊艳的析氧反应(OER)活性。

更令人振奋的是，在镍泡沫(NF)基底测试中，Co₃O₄-I仅需249±4mV过电位即可实现10mAcm^?2_geo的电流密度。当测试条件模拟真实工业环境——采用6摩尔浓度(6M)氢氧化钾(KOH)电解液、85℃高温时，该材料仍保持卓越性能：在10、100和500mAcm^?2_geo电流密度下，过电位分别仅为1.383±0.003V、1.425±0.002V和1.501±0.004V，并能在500mAcm^?2_geo下稳定运行72小时。

深入分析表明，这种卓越性能源于碘酸根诱导产生的四大优势：显著增加的比表面积、丰富的晶格缺陷、提升的本征活性以及更多的活性位点。该研究不仅为工业级OER催化剂开发提供了新思路，更开创了利用碘酸盐前驱体精准调控过渡金属氧化物微观结构的新范式。