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

材料人 2025-08-25 10:36
文章摘要
背景:铁掺杂羟基氧化镍(NiOOH)能显著提升析氧反应(OER)活性,但传统DFT计算(如PBE+U方法)存在带隙低估和忽略相变等问题,导致理论与实验矛盾。研究目的:采用高精度杂化泛函HSE06+D3方法,系统研究Fe掺杂诱导β-到γ-NiOOH相变对OER活性的影响机制。结论:Fe掺杂通过诱导β→γ相变(层间距增大容纳插层物质)、稳定高自旋Fe³⁺/Fe⁴⁺态(离子半径匹配)、强化M-O键及弱化O-H键,使OER过电势从0.68V(β相)降至0.45V(γ相),与实验高度吻合,解决了活性相争议。
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
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