近几十年来,析氧反应(OER)因其在能量存储和转换技术中的关键作用而受到广泛关注。该反应需要高效的催化剂如IrO2和RuO2来加速其缓慢的反应速率。在现有开发的低成本材料中,镍铁层状双氢氧化物碱性电解质中的OER中展现了优异的性能,其过电位较低(200–300 mV,10 mA∙cm−2),显示出巨大的应用潜力。基于NiFe LDH的高效电催化剂受到了广泛的关注,但要进一步降低过电位可能是一项具有挑战性的任务。为了克服这一瓶颈,有必要明确催化机理和活性位点,寻找新的解决方案来获得超低过电位催化剂。此外,尽管催化剂的稳定性对催化剂的实际应用至关重要,但催化剂的稳定性经常被忽视,特别是在高电流密度等技术条件下,因此很有必要着重探讨NiFe LDH的稳定性问题,以期引起人们对这些催化剂衰变机制的研究和分析。
这篇综述中,作者探讨了镍铁层状双氢氧化物(NiFe LDH)的结构、组成和研究历史。尽管人们对其催化活性位点和机理进行了广泛的研究,但仍存在争议。本文对各种关于催化位点的研究进行了归纳和分析,以期对NiFe LDH的催化机理和活性位点有更深入的了解。此外,文章分析了杂原子掺杂和引入空位等策略对这些材料的催化活性的影响。本文结合NiFe LDH催化剂的电子结构和几何结构,对不同机理的活性增强方法进行了总结和分类,以期为高性能催化剂的研发提供新的思路和方向。此外,尽管催化剂的稳定性对催化剂的实际应用至关重要,但催化剂的稳定性经常被忽视,特别是在高电流密度等技术条件下。最近的研究表明,在高电流密度下,NiFe LDH在短时间运行后会出现严重的活性衰退。本文着重介绍了NiFe LDH的稳定性问题,以期引起人们对这些催化剂性能衰变机制的研究和分析,同时总结并讨论了最近提出的解决基于这些衰变机制的稳定性问题的策略。最后,对制备具有优异催化活性和稳定性的NiFe LDH的可能方向进行了讨论。
(通讯员:王晓晓)