开发电能与其它形式能源之间的大规模相互转换技术，是近期新能源电力系统领域的关键课题之一。电解水是将电能转化为化学能的一种可持续和清洁的技术，然而阳极析氧反应（OER）缓慢的动力学限制了整体的效率。近年来，过渡金属磷化物由于低成本和有效的活性受到广泛关注，而且结构设计也是提升非贵金属材料催化活性的强有力方式之一。理解非贵金属纳米结构材料的性能差异和构效关系对于优化其在能源转换中的应用至关重要。
近日，西安交通大学电气学院吴锴、周峻课题组，与日本物质材料研究所康运卿和澳大利亚昆士兰大学YusukeYamauchi等合作设计了一种将CoP纳米颗粒包裹在CoFeP纳米立方体的新型封装结构。介孔CoFeP壳可实现高效的传质，提供了丰富的活性位点；CoP内核和CoFeP外壳之间中空的空间也有利于电解质富集和O2扩散。因此，封装的CoP/CoFeP纳米立方体表现出优异的OER催化活性，在碱性介质中电流密度为10 mA cm-2时，过电势为266 mV，优于空心CoFeP纳米立方体和商业RuO2。实验表征和理论计算表明，封装结构的CoP/CoFeP可实现CoP和CoFeP之间的电子相互作用，加速结构重构，暴露更多活性位点，从而提高OER性能。该项研究揭示了新型封装催化剂的构-效关系，为开发高效的非贵金属基电催化剂以大规模应用于电化学水分解和其他可再生能源技术提供了新思路。
上述研究成果以Unlocking Catalytic Potential: Encasing CoP Nanoparticles within Mesoporous CoFeP Nanocubes for Enhanced Oxygen Evolution Reaction为题发表在国际著名期刊ACSNano上（影响因子17.1）。西安交通大学电气学院博士研究生付磊为该论文的第一作者，西安交通大学为该论文的第一单位，西安交通大学电气学院周峻副教授，日本物质材料研究所康运卿和澳大利亚昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为通讯作者，西安交通大学电气学院肖冰教授提供了理论计算支持。
该项工作得到了国家自然科学基金（52377212和51877173），国家留学基金委员会（202206280008），JST-ERATO Yamauchi Materials Space-Tectonics (JPMJER2003)等项目的资助，并得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c07270
