天津大学张兵、中国石油大学(华东)董斌/柴永明，Nature子刊！

NiFe基(氧)氢氧化物作为碱性OER条件下的有效的电催化剂而受到关注。人们已经采取了无数努力，通过元素掺杂、形态操作、应变调整等方法，以及其他各种方法来提高其催化性能。然而，催化界面微环境也可能对其表观催化性能产生重大影响，仅仅关注微观结构设计中的催化剂可能不足以满足实际应用需求。

在高电流水电解的剧烈反应过程中，碱性OER的多步脱质子触发了H⁺的快速形成和局部积累，导致形成酸性界面微环境。这种局部酸性微环境对NiFe基(氧)氢氧化物的金属部位具有强烈的腐蚀性，对提高其性能和耐久性提出了挑战。

因此，促进H⁺的快速转化和消耗对于解决上述酸性腐蚀问题至关重要，确保阳极界面的有利碱性，并进一步提高催化活性和稳定性，特别是在大电流电解操作中。

近日，天津大学张兵、中国石油大学(华东)董斌和柴永明等制备了一种酸性阴离子(Sq^2-)改性的Fe掺杂NiOOH作为衍生的催化活性层，用于驱动具有安培级电流密度的碱性OER催化过程。

实验结果表明，由于Sq^2-的空间体积效应，Fe掺杂NiOOH的层间距的增加促进了OH^–的有效扩散，这增加了活性位点附近OH^–的浓度，从而增强了催化活性。

更重要的是，研究人员已经发现吸附的Sq^2-嵌入通过多种氢键相互作用稳定界面的OH^–，从而保持高界面碱性，这在延长催化寿命方面起着关键作用，特别是在大电流密度的情况下。

因此，获得的NiFe-SQ/NF-R电极达到1.0 A cm^-2电流密度所需的过电位仅为284 mV，Tafel斜率为50 mV dec^-1。同时，该催化剂还具有优异的电化学稳定性，其能够在3.0 A cm^-2电流密度下稳定运行超过700小时。此外，采用泡沫Co (CF)和泡沫Fe (IF)通过类似方法有效合成了CoFe-SQ/CF-R和Fe-SQ/IF-R样品，它们都表现出优异的大电流OER活性，表明提出的合成方法具有普遍适用性。

综上，该项研究证明了利用功能阴离子对OH^–的稳定作用来维持高阳极界面碱性并提高催化活性和稳定性的可行性，为大电流OER电催化剂的工业应用创新设计铺平了道路。

Enhancing catalytic durability in alkaline oxygen evolution reaction through squaric acid anion intercalation. Nature Communications, 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-58623-7