可充电锌空气电池因理论能量密度极高、环境友好以及资源丰富的优势而被认为是下一代理想的军/民用电源技术。析氧反应(OER)是可充电锌空电池(ZnABs)中最重要的电化学反应。然而，OER反应动力学缓慢导致ZnABs的储能性能较差。因此，开发OER电催化剂是显著降低充电过程过电位的关键步骤之一。迄今为止，铱或钌基化合物已被公认为活性最好的可充电金属-空气电池(MABs)的OER电催化剂。然而，这种催化剂的高成本、低稳定性和稀缺性严重阻碍了其在金属空气电池中的大规模应用。因此，为下一代可充电ZnABs设计和开发低成本、高效率、具有与贵金属类似甚至更好的催化性能去替代贵金属电催化剂显得非常有必要。

        本工作采用表面工程和设计多金属催化活性位的复合策略，研发出了具有高效电催化性能的(Ni_1−xCr_x)₂P(0 ≤ x ≤ 0.15)材料。如图1所示，采用水热反应和磷化相结合的方法合成。将Ni²⁺/Cr³⁺不同摩尔比(1:0、0.95:0.05、0.90:0.10、0.85:0.15)的NiCl₂和Cr(NO₃)₃溶于22 mL的去离子水中形成溶液，金属阳离子(Ni²⁺和Cr³⁺)的总量为1.2 mmol。然后通过大力搅拌，加入500 mg CO(NH₂)₂和120 mg NH₄F。接着将溶液转移到45 mL的特氟龙不锈钢高压反应釜的内衬中，并放入一片泡沫镍(NF)(2.5×3.5 cm²)，在鼓风干燥箱中水热加热到120 ^oC并保温16 h。冷却至室温后，将得到的Ni(OH)₂和NiCr-LDHs用去离子水轻微超声清洗，在60 ^oC的真空烘箱中烘8 h。然后，在放有NaH₂PO₂(110 mg)且为Ar气氛下的管式炉中加热到350 ^oC并保温1 h。最后，冷却至室温以得到(Ni_1−xCr_x)₂P(0 ≤ x ≤ 0.15)样品。

       通过实验表明(Ni_1−xCr_x)₂P(0 ≤ x ≤ 0.15)样品呈现出优异的电催化性能，且这种优异的性能得益于向Cr-NiOOH的物相转换和金属Cr的掺杂。如图2所示，通过DFT计算，揭示了Cr-NiOOH的决速步骤为OH*向O*转变的过程。由于Cr与Ni的电负性的区别，掺杂Cr之后可以明显降低NiOOH表面的电负性，从而使得催化剂对OH*的吸附处于最佳电荷态。通过计算进一步推出(Ni_1−xCr_x)₂P(0 ≤ x ≤ 0.15)原位发生相变和多金属掺杂策略对电催化性能有明显地促进作用。

       此外，将(Ni_0.90Cr_0.10)₂P/NF分别用于一次、二次和柔性锌空气电池正极，均表现出比较理想的性能。如图3所示，所构建的二次锌空气电池呈现出较Ir/C更小的充放电电压间隙，理想的充放电往返效率，且在5 mA cm^-2的电流密度下稳定循环208 h无明显电压降。

      通过大量的实验和理论计算研究，系统地阐明了(Ni_1−xCr_x)₂P催化材料在催化氧析出反应和电极反应时的原位相变过程；揭示了过渡金属磷化物作为OER催化材料时，其会在催化材料的活化过程或OER反应、电极反应的初始阶段发生原位结构相变，最终转变成具有优异催化性能的羟基氧化物或氢氧化物为催化反应真正的活性物质。总之，系统性的研究结果充分说明表面工程和多金属催化活性位的复合策略对储能催化转换有较大的促进作用。