CoS?/Co(OH)F异质结构的界面工程：原位生成Co??及增强氧气析出反应

《ChemSusChem》：Interface Engineering of CoS2/Co(OH)F Heterostructures for In Situ Co4+ Formation and Enhanced Oxygen Evolution Reaction

　　

摘要

向高价活性物种的定向重构对于增强析氧反应（OER）动力学、进而提升绿氢制取电解水的整体效率至关重要。本文引入Co(OH)F纳米片锚定CoS₂颗粒（CoS₂/Co(OH)F）的界面工程策略，以促进Co⁴⁺物种的原位形成，从而实现优异的OER性能。值得注意的是，优化后的CoS₂/Co(OH)F-2.5催化剂在1.0?M KOH中表现出318?mV的低过电位（100?mA?cm^?2）和73.4?mV?dec^?1的小Tafel斜率，性能优于商业RuO₂及大多数已报道的钴基电催化剂。结合实验与理论分析表明，晶格畸变的CoS₂与Co(OH)F之间的异质界面及其最优协同效应促进了向高价Co⁴⁺活性物种的动态重构。这些物种有利于晶格氧氧化机制，从而显著增强OER动力学。此外，优化催化剂在阴离子交换膜（AEM）水电解槽中于500和1000?mA?cm^?2工业电流密度下（80?°C）分别实现1.77和1.93?V的低电池电压，且稳定性超过140?h。本工作为开发无贵金属的高效电解水电催化剂提供了一种可行的策略。

图形摘要

我们成功引入Co(OH)F纳米片锚定CoS₂颗粒（CoS₂/Co(OH)F）的界面工程策略，该催化剂表现出优异的OER性能。晶格畸变的CoS₂与Co(OH)F之间的异质界面及其最优协同效应促进了向高价Co⁴⁺活性物种的动态重构。这些物种有利于晶格氧氧化机制，从而显著增强OER动力学。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

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