Ilustração da reação solvotérmica de CoFe LDHs puros usando etilenoglicol. Crédito:© Science China Press
A reação de evolução de oxigênio (OER) com cinética de reação lenta e grande sobre-potencial é a reação severa na divisão da água que parece promissora para o armazenamento e conversão de energia. Contudo, ainda é a reação de gargalo do sistema de divisão da água por causa da cinética lenta e do grande potencial excessivo durante o processo de polarização anódica. Portanto, é crucial desenvolver catalisadores OER altamente eficientes que podem reduzir o sobre-potencial de forma eficaz e acelerar a cinética da reação.
Atualmente, Vários estudos comprovaram que os óxidos ou hidróxidos de metal duplo CoFe são catalisadores eficientes para catalisar REA. Contudo, o desempenho dos catalisadores em massa correspondentes ainda é insatisfatório em aplicações práticas. Com base nisso, é de considerável importância alcançar a melhoria simultânea da atividade aparente e da atividade intrínseca de catalisadores baseados em CoFe por meio de engenharia de nanoestrutura de material e regulação de estrutura eletrônica.
Recentemente, Grupo do professor Shuangyin Wang da Universidade de Hunan, com base na estratégia de engenharia de defeitos, usou um agente de redução suave - etilenoglicol como solvente na redução solvotérmica de HDLs CoFe a granel para obter defeitos de construção. Este tratamento facilitou a formação de defeitos de ânions e cátions (O, Co, e Fe), e a maioria dos LDHs CoFe eram no local esfoliado, e uma estrutura hierárquica tridimensional foi formada devido ao efeito de intercalação do etilenoglicol de grande tamanho durante o processo solvotérmico.
Após mais morfologia e caracterização da estrutura eletrônica, os autores descobriram que a estrutura rica em defeitos aumentou significativamente a atividade intrínseca do material, e a estrutura hierárquica tridimensional resultante promoveu a transferência de massa no processo catalítico, em última análise, alcançar um desempenho OER eficaz.
Em comparação com a esfoliação de material bidimensional convencional ou métodos de construção de defeitos, este método rompe o gargalo da esfoliação de aumento de escala de material bidimensional, e a esfoliação do catalisador bidimensional e o desenvolvimento in situ da estrutura tridimensional são realizados por um método solvotérmico simples de uma etapa. Ele fornece uma nova direção para a preparação e aplicação em larga escala de catalisadores REA.