浙江大学张兴旺/谢鹏飞，发表AFM！

化石燃料的过度开发和消耗加剧了全球能源和环境问题。水电解提供了一种理想的途径，可以将太阳能和风能等可再生能源转化为清洁氢(H₂)燃料。

由于电荷和质量转移缓慢，动力学缓慢的OER限制了水分解反应的整体效率。尽管质子交换膜水电解(PEMWE)技术部分缓解了这些限制，但其高成本和对稀缺的Ir基OER催化剂的依赖障碍了它的大规模实施。阴离子交换膜水电解(AEMWE)成为一种经济高效的替代方案，因为其与过渡金属基催化剂兼容。

然而，在AEMWE中使用低浓度KOH电解质或纯水抑制了含氧中间体(*OOH)的形成。*OOH形成的高能垒，加上低电荷转移效率，导致了显著的能量损失，损害了膜电极组体(MEA)的稳定性。因此，开发高效的OER催化剂来减少反应能垒对于推进AEMWE技术的发展至关重要。

近日，浙江大学张兴旺和谢鹏飞等设计了一种高效稳定的Ce_0.1-Fe₂P/NiCoP预催化剂，以加速AEMWE系统中的OER动力学。在OER过程中，Ce_0.1-Fe₂P/NiCoP预催化剂经受控表面重构形成Ce-FeOOH/NiCoP，显著增强了电荷和质量传递。

结果表明，Ce_0.1-Fe₂P/NiCoP@NF催化剂在0.5 A cm^-2电流密度下的OER过电位仅为280 mV；利用Ce_0.1-Fe₂P/NiCoP作为阳极和Ce_0.1-CoP/Ni₃P作为阴极组装的AEM电解槽仅需1.812 V的低电池电压就能产生1.0 A cm^-2的电流密度，并且该电解槽在1.0 A cm^-2下能够连续运行579小时，测试过程中电压没有发生显著上升。

原位光谱表征和密度泛函理论(DFT)计算表明，双金属Fe₂P/NiCoP杂化物中Ce的掺杂使得Fe和Ce原子附近的电荷重分配，从而增强了OER活性。同时，这种电子结构改变促进了表面重构，并使得重构的Ce-FeOOH/NiCoP@NF的d带中心下移(ε_d=-2.5 eV)，有效地减少了*OH形成(ΔG=0.15 eV)和速率控制步骤(*O→*OOH，ΔG_RDS=0.38 eV)的能垒。

总的来说，这项工作为OER过程中过渡金属磷化物的表面重建提供了一种新的方法，有助于开发用于AEMWE的高效非贵金属OER催化剂。

Dynamic reconstruction of Ce-doped Fe₂P/NiCoP hybrid for ampere-level oxygen evolution in anion exchange membrane water electrolysis. Advanced Functional Materials, 2025.DOI: 10.1002/adfm.202500861