开发具有高稳定性、高活性与低成本的析氧反应电催化剂是催化科学技术领域的永恒追求。目前，非贵金属催化剂在工况下普遍会发生不可控的动态重构来提高其催化活性，然而，这会破坏催化剂的稳定结构使其长期稳定性表现较差。如何通过可控重构实现高的催化活性和稳定性，并揭示其催化机制，对于发展非贵金属催化剂的实际应用具有重要意义。
针对上述问题，吉林大学李广社教授和李莉萍教授团队通过高氧化态掺杂策略，合成了一种W6+掺杂的Co-Fe非晶氧化物，实现了活性和稳定性的双重优化。W6+的引入使结构非晶化，引起电荷再分布，并改变了键合性质。这导致催化剂在工况下发生自发和电化学体相重构，完全演变为活性的γ-层状双金属氢氧化物结构。重构过程中，Co和Fe位点产生了局部结构的不均匀性，在电场作用下产生活性的非键氧态，触发晶格氧机理，降低了反应起始电位，实现了Co3+催化的析氧反应。随着电位的进一步提升，反应机理发生转变，由低电位下的晶格氧机理转变为高电位下的吸附演化机理。这一电位依赖性的机理转变使催化剂在阴离子交换膜水电解槽中以1.69V的槽压实现1000mA cm-2的电流密度并至少稳定运行600h。
该成果以“Overcoming the Activity-Stability Trade-Off in Electrocatalysts via Unconventional Two-StepStructural Reconstructions of Amorphous Oxides”为题发表在Journal of the American Chemical Society（J. Am. Chem. Soc., 2025,DOI:10.1021/jacs.5c04970）。吉林大学无机合成与制备化学全国重点实验室博士研究生高贵琛为第一作者，吉林大学李广社教授和李莉萍教授为共同通讯作者。
图1.催化剂重构示意图
论文连接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c04970
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