स्पिनेल NiCo2O4 में संरचना पुनर्निर्माण साइटों का नियमन ओर बढ़ी हुई OER प्रदर्शन के लिए आकृति नियन्त्रण के माध्यम से

स्पिनेल ऑक्साइड उत्प्रेरित ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रियाओं (OER) में सक्रिय साइटों के गतिशील पुनर्निर्माण का अध्ययन अत्यंत महत्वपूर्ण है; हालांकि, आकृति नियंत्रण से सतह पुनर्निर्माण और OER प्रदर्शन पर प्रभाव का तंत्र अभी तक पूरी तरह समझ में नहीं आया है। इस अध्ययन में, स्पिनेल NiCo2O4 के विभिन्न आकृतियों (नैनोरॉड्स, नैनाफ्लॉवर्स, और पदानुक्रमित नैनाफ्लॉवर्स) का प्रभाव OER के दौरान धातु सक्रिय साइटों की सतह पुनर्निर्माण और गतिशील प्रक्रिया पर जांचा गया। इन स्थितियों में रमन वर्णक्रमण और इलेक्ट्रोकेमिकल इम्पेडेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS) विश्लेषणों के माध्यम से यह पाया गया कि NiCo2O4 के विभिन्न आकृतियों में धातु सक्रिय साइटें उच्च पोटेंशियल पर सतह पुनर्निर्माण से गुजरती हैं, जिससे *OH सोखना डिप्रोटोनेशन से तेजी से होता है। इनमें, NiCo2O4-NR मुख्यतः M-O4 पुनर्निर्माण साइटें प्रदर्शित करता है, जबकि NiCo2O4-HNF मुख्यतः M-O6 साइटें दिखाता है, जो प्रचुर दोषों और पदानुक्रमित संरचना के कारण कम पोटेंशियल पर *OH सोखने की प्रक्रिया को तेज करता है तथा सतह पुनर्निर्माण को सक्षम बनाता है। डीएफ़टी गणनाओं ने यह और स्पष्ट किया कि NiCo2O4-HNF में M-O6 मुख्य सोखने वाली साइट है, जबकि NiCo2O4-NR और NiCo2O4-NF में सक्रिय साइट मुख्यतः M-O4 है। साथ ही, HNF का OER सैद्धांतिक ओवरपोटेंशियल (0.40 V) NR (0.83 V) और NF (0.51 V) से कम है। कुल मिलाकर, NiCo2O4-HNF ने NiCo2O4-NR (η10 = 366 mV) और NiCo2O4-NF (η10 = 302 mV) की तुलना में बेहतर OER प्रदर्शन (η10 = 236 mV) दिखाया। संक्षेप में, यह कार्य सुझाव देता है कि पदानुक्रमित संरचनाओं में आकृति नियंत्रण OER डिज़ाइन में विद्युत उत्प्रेरकों के प्रदर्शन को सुधारने का एक व्यावहारिक तरीका हो सकता है।