Anionisch regulierte NiFe (Oxy)Sulfid-Elektrokatalysatoren zur Wasseroxidation

Die Konstruktion aktiver Stellen mit intrinsischer Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) ist von großer Bedeutung, um die begrenzte Effizienz von breit gefächerten nachhaltigen Energiegeräten wie Brennstoffzellen, wiederaufladbaren Metall-Luft-Batterien und bei der Wasserspaltung zu überwinden. Die anionische Regelung von Elektrokatalysatoren durch Modulation der elektronischen Struktur aktiver Stellen fördert die OER-Performance erheblich. Um das Konzept zu beweisen, werden NiFeS-Elektrokatalysatoren mit allmählicher Variation des atomaren Verhältnisses von S:O hergestellt. Mit steigendem S-Gehalt zeigt die Überpotential für die Wasseroxidation ein Vulkanplot unter anionischer Regulation. Der optimierte NiFeS-2-Elektrokatalysator unter anionischer Regelung weist das niedrigste OER-Überpotential von 286 mV bei 10 mA cm-2 und die bisher schnellsten Kinetiken von 56,3 mV dec-1 auf. Die anionische Regulierungsmethodik dient nicht nur als eine effektive Strategie zur Konstruktion hervorragender OER-Elektrokatalysatoren, sondern eröffnet auch einen neuen Blickwinkel für das tiefere Verständnis der Elektrokatalyse auf elektronischer und atomarer Ebene.