三单位联合EES: 缺陷活化Fe2O3-CeO2上晶格氧，高效电催化水氧化

近日，北京大学邹如强、大湾区大学(筹)郭文翰和四川师范大学谢奉妤等报道了一种多孔镍泡沫(NF)负载的富含缺陷的Fe₂O₃/CeO₂纳米异质结材料(Fe₂O₃@CeO₂-O_V)，作为高效OER催化电极。

结合XPS、¹⁸O同位素标记和密度泛函理论(DFT)计算，证明富缺陷初始结构诱导的晶格氧的参与，使AEM向LOM的转换成为可能。具体而言，氧空位显著增强了Fe₂O₃与CeO₂纳米颗粒之间的相互作用，促进了异质结界面上的电荷转移，降低了LOM*(OL-O)形成和O₂解吸步骤的自由能，从而显著提升催化剂固有的OER活性。

性能测试结果显示，所制备的富缺陷Fe₂O₃@CeO₂-O_V催化剂在10 mA cm⁻²电流密度下的OER过电位仅为172 mV，并且其可以在317 mV过电位下达到1000 mA cm⁻²的大电流密度，优于大多数文献报道的Fe基催化剂。此外，在膜基流动池中模拟实际的工业场景，Fe₂O₃@CeO₂-O_V同样表现出良好的活性和稳定性，证实了其在商业应用中的巨大潜力。

总的来说，该项工作为构建高性能Fe基OER催化剂提供了一种新的策略，同时为低成本工业水分解应用提供了一种很有前途的解决方案。

Activating lattice oxygen by defect-engineered Fe₂O₃-CeO₂ nano-heterojunction for efficient electrochemical water oxidation. Energy & Environmental Science, 2024. DOI: 10.1039/D4EE01588F