水の酸化のための調整可能な電子構造を持つVドープNi2P前触媒のその場再構築

要約 ニッケルベースの電気触媒は酸素発生反応（OER）の有望な候補ですが、高い活性化過電圧に悩まされています。ここでは、VドープされたNi2P前触媒のその場構造再構築により、高活性のNiV酸化水酸化物を形成し、部分的なVの溶解により無秩序なNi構造を生成し、電気化学的表面積を拡大します。運転中の電気化学インピーダンス分光法は、Niホストと残りのVドーパント間の相乗作用がNiV酸化水酸化物の電子構造を調節できることを明らかにし、*OHの吸着と*OOH中間体の脱プロト化の反応速度を向上させます。ラマン分光法およびX線吸収分光法は、無秩序なNi活性部位を持つ活性β‐NiOOH相の増加がOER活性の向上に寄与していることをさらに示しています。密度汎関数理論計算は、VドーパントがOER中の*O中間体の生成を促進することを確認しており、これは効率的なO2進化を実現するための速度決定ステップです。これらの特性の最適化により、NiV酸化水酸化物電極は221 mVの低過電圧を有し、10 mA cm−2の電流密度を提供し、高アルカリ電解質中で優れた安定性を示します。