三元金属(氢)氧化物无定形催化剂由于其高性能和成本效益而成为极具潜力的析氧反应(OER)催化剂,但对其结构-性能关系的基本理解仍不明确。在此,阿德莱德大学Haobo Li、图宾根马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所Karsten Reuter制备了一种高活性的三元金属(氢)氧化物(NiFeCo)OER催化剂,其在10mAcm-2下具有146mV的过电位,在1M KOH中具有约300小时的耐久性。
本文要点:
1) 受这一发现的启发,作者计算了一个具有反应中间体在氧化物和氢氧化物的300多个活性位点结构上的第一性原理吸附能的数据集,并用于训练机器学习模型,以筛选主导因素并揭示其内在贡献。计算工作证实,添加的Fe和Co通过从氢氧化物向氧化物的调制和三元金属组分活性位点的形成,使原始Ni(氢)氧化物达到低于200mV的超低过电位。
2) 此外,分析中还包括活性位点中Fe、Co和Ni原子的一系列物理性质,作者发现磁矩在OER活性中起着重要作用。该工作展示了机器学习方法在原子级活性位点工程中的应用,以了解三元金属(氢)氧化物非晶催化剂对水氧化的活性机理。
Doudou Zhang et.al Unlocking the performance of ternary metal (hydro)oxide amorphous catalysts via data-driven active-site engineering EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01981K
https://doi.org/10.1039/D3EE01981K