電催化分解水析氧反應(yīng)（oxygen evolution reaction, OER）是太陽能化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的關(guān)鍵過程，但是，該反應(yīng)的動力學(xué)十分緩慢，即使使用效率較高的貴金屬基催化劑仍然進行緩慢，因此，開發(fā)新型的廉價、高效、穩(wěn)定的OER催化劑十分重要。一般來說，金屬化合物基OER催化劑的析氧活性，主要來源于材料的本征金屬性以及經(jīng)過原位重構(gòu)后產(chǎn)生的表面氧化層物種。華東理工大學(xué)的楊化桂課題組設(shè)計合成了一種高效穩(wěn)定的分解水電催化劑，并對材料原位重構(gòu)進行了深入研究，相關(guān)的研究成果發(fā)表在2019年第6期的《Materials Horizons》上。 

　　該課題組研究人員將Mo₆Ni₆C作為前驅(qū)物進行了原位電化學(xué)處理制備OER催化劑。研究結(jié)果表明，Mo₆Ni₆C本體的大晶胞經(jīng)過重構(gòu)后破碎成為碳互聯(lián)的MoNi合金納米團簇，其本征金屬性有效促進了電荷轉(zhuǎn)移過程，并因尺寸的減小而獲得了大量的活性位點；同時，研究還發(fā)現(xiàn)Mo₆Ni₆C晶體結(jié)構(gòu)中的碳元素重構(gòu)轉(zhuǎn)化為無定型碳，將MoNi合金納米團簇相互交聯(lián)起來，改善了顆粒間的電荷傳輸。除此之外，MoNi合金納米顆粒在原位的電化學(xué)處理過程中發(fā)生表面氧化，生成高價態(tài)Mo⁶⁺摻雜的NiOOH作為OER活性物種，進一步激活了材料的OER活性。 

　　利用北京同步輻射裝置（BSRF）1W1B-XAFS實驗站獲得的X射線吸收譜揭示了Mo₆Ni₆C在原位電化學(xué)過程中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。圖A和C結(jié)果表明，金屬態(tài)Ni在OER的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘧B(tài)Ni，Ni-Ni鍵消失，生成了Ni-O鍵。圖B和D結(jié)果表明，隨著施加電位的升高和時間的增加，Mo原子被氧化，Mo-Mo鍵逐漸減少直至消失，Mo-O鍵逐漸增多。 

　　這個研究將Mo₆Ni₆C作為產(chǎn)氧預(yù)催化劑用作OER反應(yīng)，同時作為陰極材料實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的電催化全解水。10mAcm^-2電流密度需要施加的電位僅為1.47V，且能穩(wěn)定200小時以上。借助同步輻射光源，該課題組進一步追蹤了材料在原位電化學(xué)過程中的變化，揭示了該材料具有高性能的原因，為電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換裝置的大規(guī)模應(yīng)用提供借鑒。 

　　發(fā)表文章： 

　　Meng Yang Zu, Chongwu Wang, Le Zhang, Li Rong Zheng and Hua Gui Yang* Reconstructing bimetallic carbide Mo₆Ni₆C for carbon interconnected MoNi alloys to boost oxygen evolution electrocatalysis. Materials Horizons 6(2019), 115-121.