La modificación de las propiedades redox y el enlace local de Co3O4 mediante CeO2 mejora la catálisis de evolución de oxígeno en ácido

Desarrollar electrocatalizadores eficientes y estables, abundantes en la tierra, para la reacción de evolución de oxígeno ácida es el cuello de botella para la electrólisis del agua utilizando electrolizadores de membrana de intercambio de protones. Aquí, mostramos que el CeO2 nanocristalino en un nanocompuesto Co3O4/CeO2 puede modificar las propiedades redox de Co3O4 y aumentar su actividad intrínseca en la reacción de evolución de oxígeno, y combinamos caracterizaciones electroquímicas y estructurales que incluyen efecto de isótopo cinético, dependencia del pH y la temperatura, análisis de espectroscopia Raman in situ y absorción de rayos X ex situ para comprender el origen. El ambiente de enlace local de Co3O4 puede modificarse después de la introducción de CeO2 nanocristalino, lo que permite que las especies CoIII se oxiden fácilmente en especies CoIV catalíticamente activas, eludiendo el proceso de reconstrucción superficial determinante del potencial. El Co3O4/CeO2 muestra una estabilidad comparable a Co3O4, rompiendo así la compensación entre actividad y estabilidad. Este trabajo no solo establece un catalizador eficiente y abundante en la tierra para la reacción de evolución de oxígeno ácida, sino que también proporciona estrategias para diseñar catalizadores más activos para otras reacciones.