揭示SrFeO3纳米片在碱性乙醇氧化反应中的氧化还原驱动效能

【编辑推荐】本研究通过溶胶-凝胶法合成钙钛矿型SrFeO3电催化剂，在碱性介质中实现4.83 mA cm?2峰值电流密度（1.50 V），其独特的Fe异常氧化态（Fe4+/Fe3+）诱导氧空位，显著提升乙醇氧化反应（EOR）效率并展现强CO耐受性（耐受因子≈1.16），为替代贵金属（Pt/Pd）催化剂、推动直接乙醇燃料电池（DEFC）发展提供新策略。

　　

Highlight

本研究首次报道了SrFeO₃纳米片在电化学乙醇氧化反应（EOR）中的卓越表现。通过溶胶-凝胶法合成的钙钛矿材料展现出独特的氧化还原特性，其异常的铁氧化态（Fe⁴⁺/Fe³⁺）创造了丰富的氧空位，成为高效催化的关键驱动力。

Results and Discussion

结构表征

X射线衍射（XRD）显示经900°C煅烧的SrFeO₃呈现典型钙钛矿晶相（图1a）。透射电镜（TEM）证实其纳米片形貌，这种高比表面积结构为活性位点暴露提供了理想平台。X射线光电子能谱（XPS）进一步揭示了Fe⁴⁺/Fe³⁺氧化还原对的共存状态。

电化学乙醇氧化反应

在1 M KOH电解液中，SrFeO₃的循环伏安曲线（CV）显示出4.83 mA cm^?2的惊人峰值电流密度（1.50 V），远超单一氧化物Fe₂O₃和SrCO₃（图4a）。线性扫描伏安法（LSV）和电化学阻抗谱（EIS）证实其具有快速电荷转移能力和低界面电阻。特别值得注意的是，该材料对CO中间体的耐受因子高达1.16，有效避免了传统Pt/Pd催化剂的毒化问题。

Conclusion

SrFeO₃纳米片通过溶胶-凝胶法成功制备，其独特的氧空位结构和铁多价态协同作用，在碱性介质中展现出类贵金属的EOR活性。这项工作为开发低成本、高稳定性的直接乙醇燃料电池（DEFC）阳极催化剂提供了新思路，推动可持续能源技术发展。