华东理工大学杨化桂团队Angew: 氧等离子体触发普鲁士蓝类似物中的Co-O-Fe基序，用于高效、稳定的碱性水氧化

主要观点总结

本文研究了一种利用氧等离子处理普鲁士蓝类似物构建Co-O-Fe催化活性基序的方法，以提高其在碱性析氧反应中的活性和稳定性。通过引入Co-O-Fe局部位点，克服了传统非贵金属催化剂的析出缺点，实现了高电流密度下的高效催化。此外，该研究还将该催化剂应用于阴离子交换膜水电解槽中，展示了良好的制氢性能。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

全球能源危机下，利用可再生能源制氢被视为实现碳中和的重要途径。近年来，阴离子交换膜水电解槽（AEMWEs）的发展引起了研究者对制备阳极催化剂的兴趣。具有高价3d过渡金属活性位点的阳极材料在碱性OER中表现出高活性，但晶格氧的动态迁移会导致催化剂结构不稳定。

关键观点2: 研究目的

本研究旨在通过氧等离子处理构筑活性位点，利用Co-O-Fe的活性基序提高催化剂的活性和稳定性。

关键观点3: 研究方法

通过氧等离子处理普鲁士蓝类似物，引入Co-O-Fe活性基序，利用XRD、SEM、HR-TEM等手段进行材料表征，通过三电极测试体系评估其OER电催化性能，并利用原位表征分析和理论计算证明其机理。

关键观点4: 研究成果

所得到的催化剂PBA-30只需要276mV的过电位就能达到1000mAcm-2的高电流密度，并在长时间催化过程中保持稳定的催化活性结构。此外，以PBA-30为阳极材料组装的AEMWE制氢系统实现了高电流密度下的稳定制氢。

关键观点5: 研究展望

本研究为开发高效、稳健的水电解槽催化剂提供了新的设计策略，加深了人们对原子尺度OER催化剂结构-性能关系的理解。

文章预览

第一作者：徐皓观，朱辰 通讯作者：袁海洋，刘鹏飞，杨化桂 通讯单位：华东理工大学 论文DOI：10.1002/anie.202415423 全文速览 在碱性析氧反应（OER）中，构建高价过渡金属位点来触发晶格氧氧化机制（LOM）被认为是克服传统吸附质析出机制（AEM）性能局限性的关键。然而在高电流密度的反应条件下，晶格氧的动态演变对催化剂局域活性结构的稳定性有着重大挑战。对此，华东理工大学杨化桂教授团队通过氧等离子轰击的方式，成功在钴铁普鲁士蓝类似物（CoFe-PBA）中构建了Co-O-Fe催化活性基序，在Co和Fe原子之间形成独特的双交换相互作用，促进高价Co作为OER活性中心的形成，同时保持Fe处于低价状态防止其溶解。在激活了晶格氧反应活性的同时，还为催化剂提供了强大的稳定性。所得到的催化剂（PBA-30）只需要276 mV的超过电位就能达到1000 mA cm -2 的高 ………………………………