《Acta Materialia》：Mn掺杂NiOOH高效析氧机制揭秘

背景：析氧反应（OER）动力学缓慢是氢能发展的瓶颈，NiOOH作为非贵金属催化剂极具前景，但Mn掺杂提升其活性的机理存在理论与实验矛盾。研究目的：通过高精度计算与实验结合，揭示Mn掺杂真正提升NiOOH析氧性能的机制。结论：研究发现，Mn掺杂本身不会直接提高β-NiOOH活性，甚至导致过电位升高；其关键作用在于显著降低β→γ相变能垒并促进氧空位形成，使γ-NiOOH更易生成。γ-NiOOH具有更优的OER动力学，Mn掺杂γ-NiOOH计算过电位降至0.459 V，远低于β-NiOOH的0.675 V和Mn掺杂β-NiOOH的0.913 V。实验（Raman、XRD、TEM、XPS等）证实OER过程中发生β→γ相变，Mn促进Ni氧化，起始电位降低约100 mV。该研究建立了“Mn掺杂→β→γ相变→Ni高价化→OER增强”的结构-性能关系，为高性能非贵金属析氧催化剂设计提供了新的相变调控思路。