尿素活化草酸钴电催化析氧反应动力学提升的探索及其在可再生能源中的应用

本研究针对析氧反应(OER)催化剂开发需求，通过简易沉淀法合成尿素活化草酸钴(UCoOx)材料。该催化剂在50°C制备条件下表现出优异性能：仅需321 mV过电位即可达到10 mA cm?2电流密度，塔菲尔斜率低至78 mV dec?1，在1 M KOH中实现80小时计时电位稳定性及95%法拉第效率。尿素组分使过电位较CoOx降低68 mV，电荷迁移阻力减少2.5 Ω。太阳能驱动电解槽验证其工业产氢应用潜力(1.57 V)，为钴基催化剂在可再生能源领域的性能提升提供新范式。

　　

研究人员通过创新性沉淀法在50°C条件下成功制备尿素活化草酸钴(UCoOx)电催化剂，该材料在析氧反应(OER)中展现出卓越的动力学性能。其仅需321 mV过电位即可达到10 mA cm^?2的工业基准电流密度，并具有78 mV dec^?1的微小塔菲尔斜率。在1 M KOH电解液中持续稳定工作80小时，同时保持95%的法拉第效率。

相较于普通草酸钴(CoOx)，尿素组分的引入使过电位显著降低68 mV，并通过将电荷转移电阻降低2.5 Ω有效提升了电子迁移速率。几何结构与本征活性分析表明该材料实现了催化效能的范式转变。太阳能驱动电解槽实验证实UCoOx/NF电极在1.57 V电压下具备工业化制氢(H₂)的应用潜力。这项研究为开发高性能钴基电催化剂提供了成本效益显著的策略，对可再生能源领域的催化材料设计具有重要推进作用。