电解水是一种有希望大规模存储太阳能、风能、潮汐能等间歇型可再生能源为氢能的方法。析氧反应是一个四电子过程，一般需要很高的过电位，是水分解反应的限制步骤。因此，开发高效、稳定、低成本析氧电催化剂对于其大规模应用至关重要。近年来，FeOOH、CoOOH、　NiOOH等非贵金属电催化剂引起人们的广泛关注。其中，Fe元素地壳含量最丰富、成本最低、且无毒等优势使其成为理想的候选材料。FeOOH具有α，β，γ，δ四种常见晶体结构，之前的研究结果表明γ-FeOOH是所有FeOOH电催化剂中活性最高的。然而，采用传统电沉积方法制备的γ-FeOOH析氧电催化剂是非晶相，在高电极电位下，容易氧化成FeO₄^2-离子而发生溶解腐蚀，稳定性很差。因此，FeOOH电催化剂的研究相比CoOOH和NiOOH电催化剂要少很多。

近期，IAM团队罗文俊副研究员与英国伦敦大学学院唐军旺教授课题组合作，采用化学浴沉积的新方法在导电衬底上生长了一层高结晶度的α-FeOOH薄膜电催化剂。经过研究表明，化学浴沉积制备的α-FeOOH电催化活性远低于常规电沉积法制备的γ-FeOOH的主要原因来自于α-FeOOH表面大量化学吸附水，而不是之前普遍认为的不同晶相。针对这一新认识，我们提出了一种快速热处理方法显著减少了表面化学吸附水浓度，使α-FeOOH的电催化活性在碱性电解液中提升了大约50倍，与活性最高的非晶态γ-FeOOH接近。同时，稳定性相比非晶态γ-FeOOH也提升了大约40倍，是目前FeOOH基析氧电催化剂中最高的。稳定性的提升主要来自于更高的结晶性。该研究是目前报道的第一个高效稳定的α-FeOOH析氧电催化剂，加深了对析氧电催化剂固液界面电荷传输行为的理解，为开发其他低成本铁基电催化剂提供了参考。

该工作近期发表于J. Mater. Chem. A. 2016. DOI: 10.1039/C6TA08719A上，得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）、牛顿合作基金、江苏省高校自然科学基金等项目的资助。

文章链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ta/c6ta08719a#!divAbstract

文章附件：Highly-Crystallized α-FeOOH for Stable and Efficient Oxygen.pdf