近日，工作室负责人张守仁博士团队，在钙钛矿电催化析氧催化剂方面取得了突破进展，其研究成果“P-Incorporation Induced Enhancement of Lattice Oxygen Participation in Double Perovskite Oxides to Boost Water Oxidation”发表在材料科学顶级期刊《Small》（影响因子13.3），付高亮博士为第一作者，我校为第一署名单位，全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202309091

动力学缓慢的析氧反应（OER）严重限制电解水制氢的能源效率。深入理解OER机理有助于合理设计优异电催化剂。一般来说，公认的吸附演化机制（AEM）是典型的电子-质子耦合过程，反应中间体*OH和*OOH之间存在标度关系（Scaling relation），使得OER过电位高于0.37 V。因此，开发具有打破标度关系特征的OER催化剂具有重要意义。最近发现，激活催化剂的晶格氧参与OER，能有效打破AEM中标度关系引起的过电位限制（> 0.37 V），为开发新型高效的OER催化剂开辟新的可能性。然而，如何提高OER过程中催化剂的晶格氧参与（LOM）仍然是一个开放性的课题。

在本工作中通过P掺杂诱导增强双钙钛矿氧化物中晶格氧参与，实现电催化OER活性大幅提高。具体来说，P掺杂双钙钛矿氧化物（LaNi_0.58Fe_0.38P_0.07O_3-s，PLNFO）表现出最佳OER活性，实现6倍本征活性的提高。OER活性的pH依赖性、TMA⁺识别的(O₂)^n-物种和表面非晶化观察结果表明LOM机理主导PLNFO的OER途径。当LaNi_0.58Fe_0.38P_0.07O_3-s||20%Pt/C组装阴离子交换膜电解水（AEMWE）制氢，在大电流密度条件下（>100 mA cm^-2），整体活性优于RuO₂||20%Pt/C。进一步的电子结构发现，P掺杂使O2p能带中心上移并增强杂化，使得费米级附近的电子态具有更多O2p电子态特征，从而增强了LOM和OER动力学。该方法对其他P掺杂双钙钛矿氧化物具有的普遍适用性。

本项研究为开发高性能双钙钛矿OER催化剂提供了一种可行的方法。