近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院在电解水析氧催化剂研究方面取得新进展，相关成果以“Ni and Co Active Site Transition and Competition in Fluorine-Doped NiCo(OH)2 LDH Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction”为题发表于Top期刊《Small》（JCR 1区，IF=13.3）。

氟掺杂可以改善NiCo LDH电催化剂的氧气进化反应（OER）性能。这类催化剂中Ni和Co活性位点的作用仍存在着争议。针对这个问题，本研究利用分子轨道理论，提出了Ni和Co之间的活性中心竞争机制。掺杂的F原子可以直接影响金属原子的价态，或通过脱氢间接影响，从而调节活性中心。随着F原子逐渐聚集，Ni和Co的eg轨道从eg2过渡到eg1，然后进一步过渡到eg0。相应的价态从+2升至+3，然后再到+4，表明催化性能先增加，后逐渐降低。此外，合成了一系列F-NiCo LDH催化剂，以验证eg轨道占据分析，当电流密度为10 mA cm-2时，催化OER过电势分别为303、243、240和246 mV，与理论预测相符合。此项研究提供了关于F-NiCo LDH催化剂中Ni和Co的过渡和竞争新的机理洞见，更为高性能催化剂的设计奠定基础。

该论文作者为2022级硕士生裴茂君和2022级硕士生帅燕康，通讯作者为张久俊院士、颜蔚教授与刘尧博士。此项研究以理论计算为主，是能研院能源AI中心建设的第一个成果，标志着材料学院能源AI中心建设取得初步成功。

供稿学院：材料科学与工程学院

撰稿人：陈柏霖

校核人：张丽芬

审核人：张志忠