电化学水分解可以将可再生电能转化为绿色氢气。然而，缓慢的OER动力学需要高度活性的电催化剂。增强OER催化剂性能的策略主要集中在掺杂、纳米结构和缺陷工程等，而电解质调节受到的关注相对较少。电极-电解质界面，称为电双层，由内亥姆霍兹平面、外亥姆霍兹平面和弥散层组成。内亥姆霍兹平面，其中存在反应物、中间体、产物和溶剂分子，在电催化过程中起关键作用。
因此，电解质组成可以显著影响OER性能，甚至改变反应机理。电解质阳离子可以与OER中间体相互作用、调节氢键网络、诱导电催化剂的结构改变等；类似地，阴离子可以影响中间体吸附、催化剂浸出和结构稳定性。值得注意的是，微量Fe掺杂已被证明可以显著提高Ni和Co基氢氧化物的OER活性。因此，应该详细研究电解质阴离子对电催化性能的影响。
近日，华南理工大学赵伯特课题组揭示了电解质中氧化物(NO3–、SO42-和PO43-)对平面Au载体上电沉积制备的Ni氢氧化物OER性能的影响，特别强调了Fe杂质的作用。拉曼分析显示，氧化物盐改变了催化剂上界面水结构，然而它们对Ni基(氧)氢氧化物OER活性的直接影响微乎其微。
相反，通过使用ICP-MS分析和在未纯化(含Fe杂质)和纯化的氧化物添加电解质中进行的电化学测量，确定了由氧化物盐引入的Fe杂质是显著提高OER性能的关键因素，而非氧化物本身。
实验结果和理论计算都表明，在电解质中，Ni氢氧化物即使在没有施加电位的条件下也能自发吸附Fe离子。Fe杂质吸附在Ni氢氧化物表面能够有效抑制Ni的过氧化，提高了Ni的还原性和氧化还原可逆性，增加了脱质子能，并显著增强了OER活性。
综上，这些发现提供了关于氧离子作用的修正见解，并突出了表面吸附Fe在提高OER性能中的关键重要性，并强调了在使用电解质阴离子调制作为优化OER活性的策略时需要仔细考虑。
Unraveling oxyanion effects on oxygen evolution electrocatalysis of nickel hydr(oxy)oxides: The critical role of Fe impurities. Nano Letters, 2025. DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c00462