电化学水分解是一种可以提供以氢燃料形式存储可再生能源的有效方法。然而，析氧反应(OER)是在很大程度上限制了水分解的效率，其涉及多个电子-质子耦合转移步骤，通常会导致动力学缓慢和高过电位，从而限制电化学水分解的应用。据文献报道，表面/近表面工程是提高OER电催化剂内在活性的有效策略。基于此，新加坡国立大学John Wang、潘争辉和浙江农林大学陈浩、庞亚俊等通过一种简便的淬火方法，同时实现在NiCo2O4表面金属掺杂和空位生成(具有氧空位和表面Fe掺杂的淬火态多孔NiCo2O4纳米线)，从而大大提高其在碱性淡水和海水电解质中的OER活性。由于淬火过程中反应在很短的时间内发生，因此金属掺杂只会集中在催化剂表面。在淬火的过程中，表面金属掺杂和表面空位产生能够调控NiCo2O4催化剂局部表面/近表面的电子结构和配位环境。在1.0 M KOH中，优化后的0.5Fe-NiCo2O4纳米线在10 mA cm-2的电流密度下的OER过电位低至258 mV。另外，0.5Fe-NiCo2O4纳米线在碱性海水中也表现出非凡的活性，在10 mA cm-2的电流密度下的OER过电位低至293 mV。密度泛函理论(DFT)计算表明，由于Fe原子的掺杂，表面Fe掺杂可以极大地优化RDS的自由能并提高NiCo2O4 @CC的OER性能；同时，Fe掺杂能够有效调节电子态和调节电子结构，从而促进OER动力学。这项工作为过渡金属氧化物电催化剂的表面工程提供了新见解，所用的淬火策略也为设计具有高活性和稳定性的OER海水电催化剂提供了指导。Quench-Induced Surface Engineering Boosts Alkaline Freshwater and Seawater Oxygen Evolution Reaction of Porous NiCo2O4 Nanowires. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202106187
