本网讯（材料科学与工程学院）近日，我校材料科学与工程学院遇鑫遥教授团队采用区别性的等离子体工程化策略，促进金属磷化物预催化剂深度重构为金属羟基氧化物，实现了在工业级电流密度下优异的析氧反应（OER）性能。相关研究成果以“Distinctive Plasma Engineering Ensuring Deep Reconstruction of Heterostructured Ni2P/Fe2P Into Metal Oxyhydroxides With Activated Lattice Oxygen for Water Oxidation at Industrial Current Density”为题发表在国际材料领域知名期刊《Advanced Functional Materials》上。材料科学与工程学院博士生邱露纯和博士后董安琪博士为论文的共同第一作者，材料科学与工程学院遇鑫遥教授、物质科学与信息技术研究院林运祥副教授为论文的共同通讯作者，安徽大学为唯一通讯单位。
研究团队采用氢气等离子体对Ni2P/Fe2P预催化剂进行活化，产生了有趣的区别性处理效果，即在Ni2P中制造磷空位同时诱导Fe2P的非晶化。原位/非原位表征与理论计算表明，Ni2P中的磷空位和Fe2P的非晶结构能显著降低重构电位，促使Ni2P/Fe2P在电化学活化过程中更易重构为高活性物种(NiOOH/FeOOH)。得益于富缺陷结构和晶格氧活化的特性，NiOOH/FeOOH展现出优异的OER活性，仅需240 mV的低过电位就能实现500 mA cm−2的高电流密度。利用该催化剂组装的碱性电解水槽在60°C和1 A cm−2的工业级电流密度下展现出500小时的超长耐久性。这项研究为设计和制备在工业级电流密度下具有高性能的OER催化剂提供了新思路。
图1. (a) 氢气等离子体的电子能量分布和离子平均能量（虚线），以及具有不同磷空位含量的Ni2P和Fe2P的形成能（实线）；(b) 具有不同磷空位含量的Ni2P转化为NiOOH的形成电位；(c) 结晶与非晶Fe2P的形成能及转化为FeOOH的形成电位；(d) 本研究与已报道催化剂的OER活性比较；(e) 碱性电解水槽稳定性测试。