2024年10月，重点实验室何荣幸、王文彬老师课题组在《Angewandte Chemie International Edition》（IF 16.2）上在线发表了题为“Oxyanions Enhancing Crystallinity of Reconstructed Phase for Oxygen Evolution Reaction”的研究论文。

研究内容

催化剂在析氧反应（OER）中常会经历持续的无定形化和活性结构的溶解，导致稳定性和活性之间难以兼顾。为了解决这一问题，该研究提出利用析出NO₃^-离子的选择性吸附作用来增强无定形和晶体（a-c）异质结表面重构层的结晶度和活性。在本工作中，以镍掺杂Fe₂O(OH)₃NO₃·H₂O（Ni-FeNH）作为模型预催化剂，揭示在OER过程中析出的NO₃^-离子易于吸附在原位形成的a-c Fe(Ni)OOH的晶相上，这种析出再吸附作用不仅能降低a-c异质结的无序度，还能提升晶体中镍和铁离子的活性。在此策略的影响下，Ni-FeNH在 500 mA/cm² 的电流密度下仅需303 mV的低过电位，并能稳定工作500小时。此外，构建的工业电解水设备在8000 mA的高工作电流下，能连续稳定工作100小时。这一突破为大规模工业电解水制氢提供了更加可靠的催化剂解决方案。

析出NO₃^-离子的再吸附作用增强重构相结晶性和活性的机制研究

研究意义

该研究不仅为提高析氧反应催化剂的活性和稳定性提供了新的思路，也在实际应用中展示了氧阴离子提升催化剂结晶度的潜力。这一发现有望推动绿色氢能产业的发展，进一步加速可再生能源技术的革新。