近日,某研究团队在铁基纳米复合材料的OER催化性能研究方面取得新进展,合成的FeP/Fe3O4/CNTs复合材料展现出优异的氧还原反应催化活性及稳定性,并具有很好的本征活性和快速的动力学过程。该研究对设计非贵金属基催化剂具有很好的指导意义。
目前,能源短缺及环境污染问题日益严峻,寻找可持续清洁能源势在必行。在较多可持续能源应用中,氧还原反应(OER)是关键的一步反应。由于OER动力学过程缓慢,特别需要高效催化剂加速反应进程。目前,Ru和Ir氧化物仍被认为是最好的OER催化剂。然而,这些贵金属相对高昂的价格及稀缺性使大规模商业化应用受到阻碍。因此,研究人员研发出许多过渡金属基电催化剂来取代贵金属基催化剂,其中价格低廉且地球储量丰富的铁基纳米材料更是受到广泛研究。
过渡金属磷化物由于具有良好催化活性及稳定性,被证明是一类非常有前景的OER催化剂。较多研究证明将过渡金属磷化物与其他功能材料协同可以有效提高材料的电催化性能,尤其是过渡金属氧化物与磷化物之间的电子转移及协同耦合作用能够显著提高磷化物的电催化活性。然而,在合成纳米尺度的过渡金属磷化物/氧化物颗粒过程中很难避免团聚现象,这将很大程度上影响材料最终的电催化性能。此外,铁氧化物较差导电性也影响电子传输从而阻碍其作为电催化剂的应用。因此,将它们与具有良好导电性的碳基材料[如碳纳米管(CNTs)]结合形成复合材料,可以进一步提高其电催化活性。