在“双碳”背景下，电解水制氢作为一种绿色环保、可持续的制氢技术路径，越来越受到研究者们的青睐。然而，水分解的半反应—阳极析氧反应(OER)动力学缓慢，导致在分解水时需要克服高能量势垒。为了降低OER的这种能量势垒，常用Ir或ru基等贵金属电催化剂作为OER催化剂。然而，这些贵金属的稀缺性和高成本限制了它们的大规模应用。 因此，迫切需要开发低成本、高活性、高稳定性的OER电催化剂来替代贵金属催化剂。
近期，贾建峰教授团队与德国锡根大学杨年俊教授团队合作基于前期研究基础上自主设计一种三电极体系(单阴极-双阳极)的电化学方法来合成Co-Fe/BP复合材料，并应用于高效光电催化析氧反应中。研究结果表明该复合材料表现出比RuO2更好的OER性能，主要归因于其优异吸附性能和较大的电化学活性表面积。Co、Fe和BP NSs的协同作用极大地提升了其OER活性，主要表现在三个方面：其一 钴铁氧化物与BP NSs复合可以优化含氧中间体的吸附强度，使其处于有利于增强OER过程的吸附状态；其二 钴铁氧化物和BP NSs的复合提供了更多OER的活性位点，进而有助于产生更高的电化学活性表面积，从而提高OER性能；其三 当光照作用于Co-Fe/BP催化剂时，其OER活性又进一步提高，这归因于Co-Fe/BP异质结构上的光生载流子(空穴)产生的额外光电催化路径。本工作为OER光电催化剂的设计、合成和应用开辟了一条新的途径。
研究成果以“Cobalt-iron oxide/black phosphorus nanosheet heterostructure: Electrosynthesis and performance of (photo-)electrocatalytic oxygen evolution”为题，发表在Nano Research （DOI: https://doi.org/10.1007/s12274-022-4676-9）上（中科院一区，影响因子：10.269）。我院赵曼副教授、程晓茹硕士为共同一作，贾建峰教授、杨年俊教授、肖何副教授为通讯作者。该项目得到国家自然科学基金、山西省自然科学基金等项目的资助。
