北京化工大学邱介山/大连理工大学于畅，发表AFM！

直接海水电解是一种可持续的制氢方法，克服了传统水分解技术对高纯度水的依赖，同时有利于全球向脱碳能源系统的过渡。然而，由于海水中存在高浓度的Cl-离子，海水电解面临着更多的挑战，它容易引起竞争性氯氧化反应(ClOR)和电极的腐蚀，从而引发电解性能的快速降解，导致稳定性差。值得注意的是，ClOR和OER之间存在一个热动力学电势窗口(490 mV)，这为电催化剂上优先发生OER提供了可能。在此背景下，开发具有良好活性和耐腐蚀性能的碱性OER催化剂，是开发高效海水电解技术的关键。

近日，北京化工大学邱介山和大连理工大学于畅等通过氟化工程构建了F-NiFe-LDH催化剂，并将其用于在工业电流密度下高效和稳定的海水电解。实验结果表明，F原子的引入导致Ni中心缺电子，从而提高了固有金属价态。此外，F掺杂增强了Ni 3d和O 2p轨道的重叠，扩大了UHB和LHB中心之间的能隙，从而提高了Ni-O键的共价性质。这种电子结构调制使F-NiFe-LDH具有高活性的晶格氧、疏氯表面和弱重构特性，保证了其优异的催化活性、较高的OER选择性和抗氯腐蚀性能。

因此，在碱性模拟海水电解系统中，F-NiFe-LDH催化剂表现出优异的催化活性，具有低过电位(306 mV@500 mA cm-2)、低Tafel斜率(39.1 mV dec-1)和大的质量活性(1472 A gcat-1@η400)。此外，F-NiFe-LDH在安培电流密度下实现了长时间的碱性海水电解，在电解时间超过1000小时后没有发生性能下降和电极氯腐蚀。更重要的是，组装的NiFe-LDH||Pt电解槽仅需2.04 V的电池电压就能达到500 mA cm-2的电流密度，EC为4.87 kWh Nm-3 H2。综上，该项工作揭示了F诱导的电子结构变化引起的弱相位重构、疏氯表面形成的潜在原因以及OER活性增强的机制，为设计在恶劣的海水环境中稳定运行的电催化剂提供了理论指导。

A super-chlorophobic yet weak-reconstructed electrocatalyst by fluorination engineering toward chlorine oxidation-free and high-stability seawater electrolysis. Advanced Functional Materials, 2025.DOI: 10.1002/adfm.202423965