Abstrak
Pengembangan elektrokatalis berbiaya rendah untuk reaksi evolusi oksigen (OER) dari elektrolisis air sangat penting untuk produksi hidrogen hijau skala besar. Elektrokatalis berbasis NiFe telah menarik perhatian signifikan karena aktivitas OER-nya yang tinggi; namun, kebutuhan akan metode fabrikasi elektroda yang cepat dan efisien serta pemahaman yang jelas tentang peran Fe dalam meningkatkan aktivitas OER masih belum terselesaikan. Di sini, kami mengembangkan elektrokatalis OER berbasis NiFe yang sangat aktif yang berdiri sendiri di atas kertas serat karbon (CFP) menggunakan metode kejut termal yang serbaguna dan cepat, yang hanya memerlukan 30 detik perlakuan panas. Fe1Ni1/CFP yang disiapkan menunjukkan kerapatan arus 493 mA/cm2 pada 1,7 VRHE dan kelebihan potensial rendah sebesar 247 mV pada kerapatan arus 10 mA/cm2, dengan daya tahan jangka panjang yang sangat baik dalam kondisi basa. Spektroskopi Raman in-situ, uji aktivitas ketergantungan pH, dan kalkulasi struktur elektronik mengungkapkan bahwa Fe tidak hanya mendorong oksidasi Ni yang berdekatan tetapi juga mempercepat deprotonasi gugus -OH dan menstabilkan zat antara oxo, sehingga menunjukkan efek langsung dan tidak langsung serta meningkatkan kinerja OER secara keseluruhan. Studi kami memberikan dasar untuk mengembangkan elektrokatalis yang hemat biaya untuk produksi hidrogen hijau dan aplikasi energi berkelanjutan lainnya sekaligus meningkatkan pemahaman kita tentang peran Fe dalam katalis NiO.