通过计算和实验研究表明，CoOOH相和中等自旋（IS）状态是实现用于析氧反应（OER）的高效Co基电催化剂的关键因素。然而，根据热力学，一般的氧化钴在OER条件下会转化为CoO2相，从而延缓了OER动力学。基于此，韩国科学技术研究院（KIST）Hyung-Suk Oh和Keun Hwa Chae（共同通讯作者）等人报道了一种简单且可扩展的策略来制备具有保持Fe-CoOOH相和OER下IS状态的电极。在文中，作者通过硫（S）和铁（Fe）处理将钴泡沫（CF）电极转化为OER的高活性催化剂，目的是在OER条件下保持CoOOH相和Co基电极的状态。在碱性条件下，对修饰CF电极表面进行了重构，以容纳Fe-CoOOH物种。通过原位/operando拉曼光谱和X射线吸收精细光谱（XAFS）发现，随着外加电位的增加，修饰碳纤维电极中的Fe-CoOOH物种被保留，而没有转化为CoO2。此外，通过原位/operando近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）观察了OER条件下Co基电极自旋状态的变化，所制备的CF电极在OER条件下从低自旋（LS）状态转换为中等自旋（IS）状态，并保持在该状态。同时，这些实验operando分析结果解释了所制备的CF电极OER活性的提高。总之，本文介绍的合成方法和operando分析是设计和实现大型电解系统氧化电极的可行途径。Electrode reconstruction strategy for oxygen evolution reaction: maintaining Fe-CoOOH phase with intermediate-spin state during electrolysis. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-28260-5.https://doi.org/10.1038/s41467-022-28260-5.
