氧析出反应(OER)是水分解中一个至关重要但又极具挑战性的过程，需要四电子转移，而反应动力学往往较慢。贵金属氧化物(如RuO2和IrO2)一直是该过程的首选催化剂，但由于贵金属稀缺且成本高昂，人们开始寻找替代的非贵金属催化剂。

NiFe(氧)氢氧化物(NiFeOOH)因其高活性、低成本和高稳定性而成为一种有前途的候选材料。然而，优化其性能以满足工业标准仍然是一项关键的科学挑战。

西安交通大学关祥久团队在NiFeOOH中引入高价态钼(Mo)，改变其电子结构，提高电导率，论文发表在《能源前沿》杂志上。

这种创新方法旨在降低OER所需的过电位并提高催化剂在操作条件下的稳定性。研究人员采用经验实验和理论模拟来了解掺杂催化剂中Mo、Ni和Fe之间的相互作用。

Mo掺杂的NiFeOOH催化剂在10mA/cm²电流下的过电位显著降低至205mV，Tafel斜率为31.7mV/dec，表明其催化活性优异。此外，该催化剂可稳定运行长达170小时，显示出其出色的耐用性。

研究表明，Mo掺杂可增强Ni和Fe的价态，导致双金属活性位点的d带中心发生偏移，这对于转变为活性γ-NiFeOOH相至关重要。使用密度泛函理论(DFT)计算的理论研究进一步支持了这些发现，阐明了最有效的OER途径和Mo在增强催化活性方面的作用。

这项研究为开发用于OER的高性能非贵金属电催化剂提供了一种有前途的策略。Mo掺杂的NiFeOOH催化剂结合了低过电位、快速反应动力学和长期稳定性，使其成为水电解和其他可再生能源技术商业应用的有力竞争者。

该研究结果还有助于从根本上理解催化剂设计中的双金属协同作用，为未来电催化领域的创新奠定基础。

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