突破传统计算局限:HSE06+D3精准揭示Fe掺杂通过诱导NiOOH相变提升OER活性
计算材料学
2025-08-25 08:00
文章摘要
背景:铁(Fe)掺杂能显著提升羟基氧化镍(NiOOH)的析氧反应(OER)活性,但传统DFT计算(如PBE+U方法)存在局限性,无法准确解释实验现象,尤其是忽略了Fe掺杂诱导的β→γ相变作用。研究目的:通过高精度杂化泛函HSE06+D3方法,系统研究Fe掺杂对NiOOH (0001)晶面结构、电子特性及OER活性的影响,揭示活性提升机制。结论:Fe掺杂诱导NiOOH从β相转变为γ相是关键因素,使OER过电势从0.68 V降至0.45 V,与实验高度吻合;自旋态分析和键长计算证实高自旋Fe⁴⁺的稳定性,为电催化剂设计提供了新策略。
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