電化學(xué)重構(gòu)是制備高活性析氧反應(yīng)(OER)催化劑的有效方法。利用電化學(xué)重構(gòu)來(lái)制造基于析氫反應(yīng)(HER)的具有OER活性的催化劑，可以開(kāi)發(fā)同時(shí)具有最先進(jìn)的HER和OER活性的雙功能催化劑。

近日，休斯頓大學(xué)任志鋒和陳碩等成功地在泡沫鎳上合成了鐵摻雜的Ni&Ni_0.2Mo_0.8N(Fe_0.01-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N)，經(jīng)過(guò)快速電化學(xué)重構(gòu)后，F(xiàn)e_0.01-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N化合物被重建為Fe和Mo共摻雜的NiO(Fe_0.01&Mo-NiO)，該催化劑能夠高效催化堿性水/海水分解。

進(jìn)一步研究表明，F(xiàn)e_x-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N在陽(yáng)極電位高于0.6 V_RHE的情況下經(jīng)歷了快速的電化學(xué)重建，在重建過(guò)程中，大部分Mo迅速浸入堿性電解質(zhì)中，其N(xiāo)i和Fe分別被氧化為+2和+3價(jià)。并且僅在1次CV掃描中，F(xiàn)e_x-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N被不可逆地重建為與Fe和Mo共摻雜的NiO(Fe_x&Mo-NiO)。重建的Fe_x&Mo-NiO還表現(xiàn)出高的OER活性，與迄今為止報(bào)道的最有效的OER催化劑相當(dāng)，即Fe_x-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N具有較高的內(nèi)在活性，并具有優(yōu)異的整體水分解性能。

此外，研究人員對(duì)堿性海水電解進(jìn)行了系統(tǒng)研究，組裝的Fe_0.01-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N||Fe_0.01&Mo-NiO電解槽在海水電解方面表現(xiàn)出創(chuàng)紀(jì)錄的高性能，在1.7 V時(shí)達(dá)到了688 mA cm^-2的電流密度；準(zhǔn)工業(yè)條件下的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)(6 M KOH+海水，60 °C)表明，電解槽在1.562 V的極低電壓下提供1000 mA cm^-2的電流密度，僅比相同條件下淡水分解所需的電壓高1.49%。

電解槽的穩(wěn)定性測(cè)試表明，它在惡劣的工業(yè)條件下表現(xiàn)出超過(guò)80小時(shí)的良好耐久性。該項(xiàng)研究展現(xiàn)了Fe_x-Ni&Ni_0.2Mo_0.8N在工業(yè)條件下具有良好的海水整體分解能力，顯示出該催化劑在海水電解工業(yè)的廣闊應(yīng)用前景。

Boosting Efficient Alkaline Fresh Water and Seawater Electrolysis via Electrochemical Reconstruction. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D2EE01094A