江南大学化学与材料工程学院宋俊玲课题组通过简单的机械球磨法得到了一种无定形单金属亚硒酸钴电催化剂，研究发现该催化剂在1 M KOH中对析氧反应表现出较高的催化性能，且在255 mV过电势下可以维持10 mA·cm^-2电流密度至少32小时。

无定形结构的过渡金属基因其固有的各向异性和缺陷等特征已被用于可再生能源技术（例如水电解和金属空气电池），尤其是过渡金属含氧酸盐具有丰富的氧化还原活性位点和良好的化学稳定性，其含氧酸根不仅可以充当质子载体加速氧释放，还会引起局部金属的几何扭曲从而促进水的吸附和氧化，因此在析氧反应（Oxygen evolution reaction，OER）中表现出优异的催化活性，然而目前高效、稳定的过渡金属含氧酸盐催化剂的简易合成策略，仍是水电解和金属空气电池领域中的一个较大的挑战。

江南大学化学与材料工程学院宋俊玲教授课题选用亚硒酸钴为研究对象，采用简单的机械球磨法获得了一种无定形钴基亚硒酸盐纳米电催化剂（简记为C₄S-12h），该无定形材料对析氧反应表示出优异的活性和稳定性；而且材料的制备方法简单、便捷：首先以二氧化硒和氯化钴分别作为硒源和钴源，三乙烯二胺作为pH调节剂，通过水热法合成了亚硒酸钴晶型材料，进而通过简单环保的机械球磨法即可得到具有高活性位点的无定形亚硒酸钴纳米颗粒催化剂。将这种无定形单金属亚硒酸钴催化剂直接用于电催化析氧反应，在1.0 M KOH碱性电解质中，对OER表现出优异的催化活性，仅在255 mV的过电势下，电流密度即可达到10 mA·cm^-2，并且在此过电势下，至少经过32小时连续运行其电流密度维持在10 mA·cm^-2，在350 mV过电势下具有162 A·g^-1的高质量活性。

通过对比研究晶态亚硒酸钴材料（C₄S）与非晶态亚硒酸钴材料（C₄S-12h）的OER性能，并结合其在电催化反应前后的表征，研究人员认为，C₄S-12h优异的催化性能可能主要归因于非晶结构所大量暴露的活性位点，较高的固有电导率和快速质量/电荷传输，使这种无定形材料在碱性条件下，能长时间保持高的OER电催化活性。因此这种通过简单的机械球磨法策略提高了电解水的效率，降低了生产成本，该研究为设计、合成具有高效电化学活性的过渡金属基材料提供了新的途径，为规模化电解水制绿氢的奠定基础。

论文信息：

Simple Construction of Amorphous Monometallic Cobalt-Based Selenite Nanoparticles using Ball Milling for Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction

Ling-Li Zhou, Dong-Sheng Pan, Zheng-Han Guo, Jin-Kun Li, Sai Huang, Prof. Jun-Ling Song

ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202100123

点击左下角 “ 阅读原文 ” ，可直达阅读该论文原文。

ChemCatChem

ChemCatChem是欧洲化学出版协会(Chemistry Europe)的官方期刊并由Wiley–VCH出版，是一个国际性、跨学科的平台，为读者提供所有类型催化相关的研究论文和综述文章。我们的作者和读者来自世界各地的学术界、工业界和政府实验室。凭借诚信的态度和严谨的精神，我们为全球呈现高质量、高影响力的研究。