界面与缺陷工程协同调控CeO2 NPs@氢氧化镍d-p轨道实现安培级析氧反应增强

本文通过构建CeO2纳米颗粒/缺陷型氢氧化镍（CeO2 NPs/D-Ni(OH)2）异质结，协同提升d带中心（εd）与p带中心（εp），突破晶格氧机制（LOM）中活性-稳定性权衡瓶颈，实现169 mV@10 mA cm-2的低过电位及300小时安培级稳定性，为工业电解水提供新策略。

　　

Highlight

通过价带理论指导（图1a），过渡金属（TM）的nd轨道与氧的2p轨道耦合形成（M-O）成键态和（M-O）*反键能带，并因强库仑排斥力（U）进一步分化为空的上哈伯德带（UHB）和填充的下哈伯德带（LHB）。高价金属可增强金属-氧共价性，提升O-2p能级并降低LUB。上移的O-2p能带可激活晶格氧并促进O-O直接耦合，而高f带中心的CeO₂能协同提升ε_d，强化氧物种吸附能力以加速氧空位补充。

Conclusion

本研究成功构建了富含缺陷与界面的CeO_{2 NPs/D-Ni(OH)2电催化剂，通过协同调控金属位点εd与晶格氧εp，实现了催化活性与结构稳定性的双重提升。结合DFT计算、原位¹⁸O同位素标记DEMS和准原位拉曼光谱分析表明，升高的镍价态有效降低了去质子化能垒，促进了Ni(OH)2向高活性γ-NiOOH的深度氧化重构。}