针对OER反应动力学缓慢的问题，我们研发了一种新型的高活性和耐久电催化剂——氮化物Co3−xFexMo3N (0 ≤ x ≤ 3)。该催化剂具有成本效益高、导电性能好和成分灵活性好的特点。为了替代昂贵的Ir/Ru基和导电性差的金属氧化物基催化剂，我们对此进行了深入研究。在这项研究中，我们成功合成并表征了一类氮化物原型Co3−xFexMo3N，发现其在电化学性能上表现优异。在x射线衍射测试中，其结构呈现-碳化物类型的结构特征。特别值得一提的是，当x=2.5时，即Co2.5Fe0.5Mo3N催化剂的性能最佳，在10 mA cm−2的电流密度下，仅需要较小的超电势218 mV就能达到高效催化作用。与未掺杂的Co3Mo3N相比，性能提升显著。更令人印象深刻的是，基于Co2.5Fe0.5Mo3N构建的电解水装置仅需较低的电压（1.52 V）即可提供较大的电流密度（10 mA cm−2），其性能明显优于传统的商业IrO2电解水装置。对OER处理后的催化剂进行了详细表征和性能测试。XPS分析表明，经过OER处理后，Co2.5Fe0.5Mo3N表面的活性物种含量增加。通过DFT计算深入揭示了Fe在催化剂中的作用机理。计算结果表明，Fe的引入改变了Co位点的电子结构，使其与含氧中间体的结合能力增强，从而提高了OER活性。本研究通过利用组成灵活性设计了一种高效的氧化还原反应电催化剂，为解决OER反应动力学缓慢的问题提供了新的思路和方法。这一发现可能对能源转换和存储领域的应用产生积极影响。参考文章：Chengzhi Zhong et al., ACS Energy Letters, 2023, 8(3), 1455-1462。
