通过Co–O–Fe桥接基团稳定Co(II)位点，以增强甲醇电氧化生成甲酸的过程

《Green Chemistry》：Stabilization of a Co(II) site via a Co–O–Fe bridging motif for enhanced electro-oxidation of methanol to formate

甲酸电氧化催化剂FeCoO_x通过Co-O-Fe桥接结构抑制Co3+过度氧化，实现1.38 V下100 mA cm?2电流密度和80小时高选择ivity甲酸生成，同时Fe3+活性位点促进HER活性，耦合系统氢能生产效率提升25%。

　　

基于钴的材料是甲醇电氧化反应（MOR）中很有前景的电催化剂。然而，钴（Co）位点容易发生过度氧化，从而导致对甲酸的选择性降低。本研究中报道的FeCoO_x中的Co–O–Fe桥接结构能够抑制Co³⁺向Co⁴⁺的过度氧化，从而减少在Co⁴⁺位点上发生的竞争性表面氧释放反应，从而提高MOR的催化性能。经过优化的FeCoO_x-2在相对较低的电压1.38 V下实现了100 mA cm^-2的工业级电流密度，并且能够在80小时内保持100%的法拉第效率进行甲酸氧化。此外，FeCoO_x-2在氢气释放反应中也表现出优异的活性（η₁₀₀ = 288 mV）。通过将FeCoO_x-2作为双功能催化剂，将MOR与氢气释放反应（HER）结合起来，可以实现52.91 μL s^-1的氢气产率，与OER || HER系统相比节能25%。这些结果优于该领域之前报道的数据。原位电化学阻抗谱（EIS）、原位拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）分析表明，Fe位点通过Co–O–Fe桥接结构向钴位点捐赠电子，从而抑制了Co³⁺的过度氧化。双活性位点Co³⁺和Fe³⁺提高了MOR的选择性和长期稳定性。