化石燃料的廣泛使用已經導致了日益嚴重的環境污染問題。因此，替代能源的研究迫在眉睫。在這一背景下，氫能作為一種高能量密度的綠色能源備受關注。電解水提供了一種簡便的方法用于生產純氫。然而，陽極析氧反應（OER）的緩慢動力學限制了整個水裂解過程。商用貴金屬氧化物，如IrO2和RuO2，被認為是優秀的OER催化劑，但其高昂的成本、稀缺性和低電導率限制了其廣泛應用。因此，研發經濟、豐富和高效的OER催化劑顯得尤為重要。另一方面，金屬有機框架（MOF）由金屬單元與有機配體之間的強配位鍵構成。由于其具有高比表面積、豐富的孔隙結構和多樣性的結構，MOF材料在制備具有出色OER催化性能的MOF衍生碳納米材料方面展現了巨大的潛力。然而，由于Ni-MOF制備的OER催化劑存在活性不足和穩定性較差的問題，因此通過引入兩種或多種過渡金屬產生的協同效應，可以顯著促進OER的電子轉移，降低反應勢壘，提高催化效率。此外，氮摻雜碳的包覆效應已被證明可以有效地防止催化劑的腐蝕，并表現出卓越的穩定性。我們期望通過合理的設計和合成策略，制備氮摻雜的雙金屬基MOF衍生碳納米材料用于OER。這項研究為設計高效、低成本的非貴金屬基電催化劑提供了合理的方案策略。
本文提出了一種新型的MOF衍生多孔FeNi@NC電催化劑，該催化劑表現出卓越的電化學性能和穩定性。在306 mV的過電位下，該催化劑能夠提供10 mA cm-2的電流密度，在堿性溶液中表現出良好的穩定性。同時，通過DFT計算，我們發現Fe的摻雜成功地彌補了鎳基催化劑電化學效率不足的缺陷。這種方法不僅可以成功應用于其他MOF衍生的多孔碳納米材料，實現能量轉換和存儲，同時也為能源相關領域的應用提供了有力的指導。
圖1. FeNi@NC催化劑的制備流程圖
本論文以“Controllable fabrication of iron-nickle alloy embedded in nitrogen-doped carbon for oxygen evolution”為題發表在被自然指數收錄的國際著名期刊《Chemical Communications》上。溫州大學為第一通訊單位，溫州大學化材學院錢金杰副教授為通訊作者，化材學院21級本科生林榮、21級研究生毛璐嬌為共同一作，21級本科生丁奕參與了該項工作。該工作受到國家自然科學基金（21601137）、浙江省自然科學基金（LQ16B010003）、浙江省溫州市基礎科技研究項目（H20220001）的資助。
