高效的无贵金属析氧反应(OER)电催化剂对于通过水分解大规模生产氢气至关重要。

有鉴于此，北京大学杨世和教授等人，受自然光系统II中的析氧团簇和NiFe层状双氢氧化物(LDH)的高效人工OER催化剂的启发，设计了一种静电2D-2D组装路线，并成功合成了2D LDH(+)-Birnessite(‐)杂化体。

本文要点

1）带正电的单层LDH充当带负电的八面体MnO₂层之间的电荷补偿阳离子。如此构造的LDH(+)-Birnessite(‐)杂化催化剂在接近工业制氢（85ºC和6 M KOH）的条件下，在电流密度大于100mA/cm²的情况下，显示出更优异的OER催化活性和出色稳定性。

2）通过实验发现，除了增大了层间距离外，柔性层间NiFe LDH（+）还调节了层状MnO₂的电子结构，并在NiFe LDH（+）和Birnessite（-）之间产生了电场，因此使得OER在过电位大大降低的情况下发生。

3）DFT计算证实了OER过程的层间LDH调制，归因于独特的电子分布和环境。LDH中Fe - 3d轨道的上移促进了电子从层状MnO₂向LDH的转移，显著提高了OER性能。

总之，该工作为制造用于工业水氧化的高效OER催化剂开辟了一条新途径。

参考文献：

Xia Long et al. TM LDH Meets Birnessite: A 2D‐2D Hybrid Catalyst with Long‐term Stability for Water Oxidation at Industrial Operating Conditions. Angew., 2021.

DOI: 10.1002/anie.202016064

https://doi.org/10.1002/anie.202016064