析氧反應(OER)是水分解和金屬-空氣電池中的關鍵反應，過渡金屬氫氧化物的電催化效率最高，但是使氫氧化物更薄以獲得更多表面通常不能增加活性位點數量，因為真正的活性位點是邊緣。迄今為止，大多數最先進的OER電催化劑在10 mA cm-2電流密度下的過電位(η10)仍大于200 mV。近日，北京科技大學秦明禮和賈寶瑞等制備了一種新穎的介孔單晶(MSC)，其具有富鐵的表層以促進OER。β-Ni(OH)2 MSC上的介孔周圍的邊緣創造了真實的活性位點，激活了非活性基平面，這些位點上的Fe修飾進一步提高了活性。結果表明，以混合價態Fe修飾的β-Ni(OH)2 MSC催化劑的η10值低至185 mV，這是目前最先進的金屬氫氧化物OER催化劑中的最低值。催化劑的單晶特性保證了結構的穩定性，并加速了OER過程中的電子轉移。因此，在非常低的鐵溶解量下，經過10000次CV循環后，催化劑的電流下降可以忽略不計，其穩定性遠高于其他氫氧化物催化劑。在350mV的過電位下，基于Fe原子的周轉頻率(TOF)高達16.9 s-1，表明當MSCs作為催化劑核心時，Fe原子被有效利用。此外，使用該催化劑組裝的鋅-空氣電池能夠在1.89 V的低充電電壓下穩定運行超過270小時。總的來說，本研究證明了一種改進的MSC材料的合成機制(螺旋-位錯驅動的螺旋生長機制伴隨著膠束的吸附)，并說明了MSC的結構設計如何同時提高其活性和穩定性，從而實現高效催化。Mesoporous Single Crystals with Fe-rich Skin for Ultra-low Overpotential in Oxygen Evolution Catalysis. Advanced Materials, 2022. DOI: 10.1002/adma.202200088
