在電催化劑中適當(dāng)引入氧空位（O_v）可以獲得更高的催化活性并提高電導(dǎo)率?；诖耍?strong>復(fù)旦大學(xué)方曉生教授（通訊作者）等人分別在不同氣氛（空氣、N₂和NaBH₄/N₂）下對(duì)金屬有機(jī)框架（MOF）前驅(qū)體進(jìn)行熱處理，制備了三種不同成分的CoFe雙金屬氧化物（CoFeO_x-A/N/H)。

結(jié)果表明CoFeO_x-H比CoFeO_x-A和CoFeO_x-N表現(xiàn)出更優(yōu)異的OER電催化活性和更快速的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，對(duì)配位環(huán)境的形態(tài)和結(jié)構(gòu)差異以及變化進(jìn)行了深入的探究。

采用DFT計(jì)算方法進(jìn)一步揭示了OER電催化活性的起源。分別構(gòu)建了三種異質(zhì)結(jié)構(gòu)CO₃O₄/Fe₃O₄ (CoFeO_x-A)和CoO/CoFe₂O₄ (CoFeO_x-N)和CoO/CoFe₂O₄-O_v (CoFeO_x-H)，計(jì)算結(jié)果表明*O → *OOH為OER反應(yīng)的速率決定步驟，CoFeO_x-A、CoFeO_x-N和CoFeO_x-H的ΔG分別為2.75 eV、1.92 eV和1.45eV，說(shuō)明CoFeO_x-H具有最好的OER活性。

這種顯著的能量差異可以歸因于在OER過(guò)程中對(duì)吸附金屬位點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)的有效調(diào)制。

電荷密度差分圖表明，引入大量O_v后，活性位點(diǎn)（虛線圓）的電荷密度減小。CoFeO_x-H明顯的電子損失表明，周?chē)鶩e原子的氧化態(tài)有效增加，導(dǎo)致OER活性提高。更有趣的是，與CoFeO_x-N相比，轉(zhuǎn)移到*O的電子也增加了，這也有利于反應(yīng)能壘的降低。

計(jì)算得到的CoFeO_x-A、CoFeO_x-N和CoFeO_x-H上活性位點(diǎn)的d帶中心分別為-1.16 eV、-1.36 eV和-1.57eV，較低的d帶中心對(duì)*O中間體的吸附可能更弱、更合適，從而顯示出相對(duì)較高的OER活性。

Defect-Induced Atomic Arrangement in CoFe Bimetallic Heterostructures with Boosted Oxygen Evolution Activity. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202205092.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202205092.