DOI:10.1002/slct.202001291
電催化水分解是建立可再生和可持續能源技術的關鍵現象之一。盡管在氫工業科學方面取得了進展，但是由于在尋找合適且穩定的電催化劑、統一電解條件及其反應動力學緩慢方面的復雜性，氧電化學的發展仍然滯后。本文報告了氧化鈷納米纖維在堿性析氧反應中的電催化活性，其實際使用壽命為120小時。通過靜電紡絲對纖維的獨特制備可以增加電極網絡和納米纖維的相互作用，從而擴大催化活性表面積，這對于高性能電解至關重要。在1 M KOH中以293 mV的低過電位、10 mA cm-2的電流密度以及60.5 mV dec-1的低Tafel斜率運行，這表明納米纖維Co3O4電催化劑可有效地用于析氧反應，在100小時期間顯示出優異的長期耐久性。
圖1.Co-PAN納米纖維的SEM圖像：（a）退火之前，以及（b）在550℃的空氣中退火30分鐘后，最終生成氧化鈷納米纖維。因此，（c）TEM和（d）選定區域衍射（SAED）圖案呈現出Co3O4納米纖維的光滑立方結構。
圖2.（a）Co3O4納米纖維的晶體性質，鈷原子由藍色球表示，被氧原子包圍，其顯示為紅色球，（b）合成的Co3O4納米纖維的XRD圖，（c）確認晶相的電紡Co3O4納米纖維的拉曼光譜，（d）氧化鈷納米纖維的高分辨率掃描（Co 2p）XPS。
圖3.（a）在1 M KOH中以50 mV s-1的掃描速率記錄的Co3O4納米纖維電極的循環伏安圖。在帶有可逆陽極和陰極峰的相應電勢窗口中可見氧化還原對Co2+/Co3+和Co3+/Co4+，（b）電流密度與掃描速率之間的線性關系。基于該斜率，觀察到雙層電容為3.5 mF。
圖4.Co3O4 NF電催化劑的電催化活性。（a）通過對Co3O4 NF（藍色）、塊狀氧化鈷（紅色）、FTO（黃色）、Ni（綠色）和Pt（黑色）的LSV測量評估的OER起始電位，（b）比較各種材料的Tafel斜率，Co3O4 NF的對應值為60.5 mV dec-1，（c）氧化鈷納米纖維催化劑在1 M KOH中連續運行120小時的計時電流掃描，（d）通過電化學阻抗譜在1*10-1 Hz至1*10-5 Hz頻率范圍內記錄的Bode圖 ，擾動幅度為50 mV。
