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增強電催化劑OER性能的方法主要是在過電勢下得到更高的電流密度，但是將更低過電勢具有更高電流密度的電催化劑認為是性能優越的電催化劑并不保險，這是因為晶格容易發生損壞和無定形化，顯著增強催化活性位點的數目。

有鑒于此，哈佛大學Daniel G. Nocera等報道以La³⁺修飾的Co₃O₄表明金屬離子摻雜增強電催化OER性能的機理。

本文要點：

（1）

通過粉末XRD表征、Raman光譜、EXAFS表征，揭示La修飾Co₃O₄導致降低長程有序，增加無定形。通過原位表征發現這種情況導致晶格損壞變得更加劇烈。增加La³⁺的濃度導致OER過電勢降低，當La的量達到17 %，取得最高的活性。HRTEM表征和電子衍射圖樣清楚的表明OER催化反應過程中形成無定形覆蓋層，當催化劑加入La³⁺后，這種現象更加顯著。

（2）

在OER催化反應后，測試O 1s XPS發現晶格氧損失的現象，而且羥基化/缺陷氧原子對應的峰強度增加，這與形成無定形Co(O)_x(OH)_y物種覆蓋層符合。這項研究結果表明La³⁺離子（以及其他金屬離子）改善氧化物催化活性的原因是Co₃O₄晶格損壞后，形成更多端基八面體結構Co(O)_x(OH)_y位點，而不是增強本征催化活性。

參考文獻

Alaina C. Hartnett, Ryan J. Evenson, Agnes E. Thorarinsdottir, Samuel S. Veroneau, and Daniel G. Nocera*, Lanthanum-Promoted Electrocatalyst for the Oxygen Evolution Reaction: Unique Catalyst or Oxide Deconstruction?, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c14696

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14696