利用可再生电能进行电化学水分解是一项很有应用前景的环境友好型技术，为未来的氢经济提供了切实可行的策略。高效、稳定、低成本的水氧化电催化剂的设计准备是该技术广泛应用的关键。作为贵金属电催化剂(如IrO2和RuO2)的有效潜在替代物，钴基化合物作为高效和稳定的OER电催化剂已被广泛研究。根据其组成的不同，钴基电催化剂主要可分为三大类：氧化物、硫族化合物和镍钛酸盐。目前已经确定了钴镍酸盐的活性层，但钴镍酸盐和钴氧化物/(氧)氢氧化物之间的OER性能差异还没有得到很好的理解和表征。事实上，电催化剂的表面性质是实现高活性的关键因素。近年来的研究表明，催化剂表面的缺陷可以提高催化剂的OER活性。然而，对钴镍酸盐氧化层的真实或内在组成/结构-性质关系的基本了解还很欠缺，这限制了高效和低成本OER电催化剂的设计开发。

有鉴于此，湖南大学王双印教授、澳大利亚科廷大学蒋三平教授和湖南大学郑建云副教授等人合作系统地分析了钴族元素化合物上重组的氧化层及其对OER活性和催化机制的影响，该催化剂具有优异OER性能的最重要因素是钴酸钴在重组的CoxO层的表面组成和结构缺陷。

要点1. 原位电化学阻抗谱(EIS)和近边x射线吸收精细结构(NEXAFS)光谱表明，钴族元素化合物比Co3O4具有更高的OER催化性能，这是由钴酸盐演变而来的钴氧化物层中更多的无序结构和氧缺陷位点造成的。

要点2. 利用AR‐XPS进一步证明氧缺陷位点主要集中在氧化钴层的亚表面。目前的研究表明，通过控制重组活性层的表面缺陷，可以进一步提高钴基电催化剂的OER性能。

要点3. 另外，尽管几乎没有观察到从Co3O4到Co（羟基）氢氧化物的清晰相变，但Co（羟基）氢氧化物可能是在湿法合成和长期氧化处理中形成的。

总之，该工作促进了对OER机理的基本理解，为设计开发低成本、高性能的电催化剂具有重要的借鉴意义。

Yanhong Lyu et al. Identifying the Intrinsic Relationship between the Restructured Oxide Layer and Oxygen Evolution Reaction Performance on the Cobalt Pnictide Catalyst. Small, 2020.

DOI: 10.1002/smll.201906867

https://doi.org/10.1002/smll.201906867