Cation‐Vacancy‐Induced Reinforced Electrochemical Surface Reconstruction on Spinel Nickel Ferrite for Boosting Water Oxidation

材料科学 尖晶石 电化学 空位缺陷 铁氧体(磁铁) 冶金 化学工程 复合材料 核磁共振 物理化学 电极 化学 物理 工程类
作者
Yuxin Li,Zhe Zhang,Chun Guang Li,Xiangyan Hou,Jianrong Zeng,Xiaobo Chen,Zhan Shi,Shouhua Feng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:8
标识
DOI:10.1002/adfm.202417983
摘要

Abstract Spinel oxides still exhibit unsatisfactory electrocatalytic performance toward oxygen evolution reaction (OER) given their low intrinsic activity, poor electronic conductivity, and limited exposure of reaction sites. Defect engineering has garnered intensive attention and become a promising strategy to enhance the reaction kinetics. In this work, spinel NiFe 2 O 4 nanospheres with rich nickel vacancies are prepared via simple one‐pot hydrothermal synthesis. Combined electrochemical measurements and in situ Raman characterization prove that a relatively higher degree of electrochemical surface reconstruction is realized after the introduction of nickel vacancies in NiFe 2 O 4 , in addition to boosted OER electrocatalytic performance. Further theoretical calculations also reveal that the cation‐vacancy‐induced effect can reduce the difficulty for surface reconstruction by increasing the octahedral nickel‐oxygen covalency in nickel ferrite. Contributed to the great structural flexibility and optimized electronic structure of the pre‐catalyst, the reconstructed electrocatalyst presents desirable OER performance, accompanied by long durability in alkaline solution. This work provides a sound strategy to intensify surface reconstruction on spinel oxides and design electrocatalysts with high efficiency toward water oxidation.
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