层状CoO2材料由CoO2片层堆积而成，并在片层间插入碱离子，由于其边缘位点的活性，表现出良好的析氧反应（OER）活性。但CoO2基面面积较大，对反应中间产物的吸附能过强，不利于O2的释放。
近日，南京工业大学邵宗平教授，周嵬教授报道了首次设计了层状AxCoO2（A=Li，Na，K）化合物中Fe3+与碱性离子的阳离子交换反应，同时激活了AxCoO2材料的基面和边缘位点，用于提高OER性能。
文章要点
1）经阳离子交换后，层状的AxCoO2被剥离，Fe3+离子沉积在CoO2片的基面和边缘位点。同时，剥落程度和Fe3+沉淀量与碱性离子A密切相关。经过这样简单的处理后，催化剂LCF、NCF和KCF（经过修饰的层状结构的AxCoO2（A=Li，Na，K）化合物）的OER活性大大提高，这主要得益于以下几点：i）边缘共用Fe八面体修饰的CoO2片边缘位点增加；ii）三价铁离子的插入导致了CoO2片基面电荷的重新分布。
2）实验结果显示，K+离子半径最大的KCF电极能容纳更多的四面体FeO4在CoO2片之间，只需最小的过电位（290 mV），即可获得10 mA cm−2的电流密度，同时具有最小的塔菲尔斜率（50 mV dec−1）。此外，通过将催化剂与Pt阴极相结合，设计的KCF-Pt双电极用于整体水分解只需要330 mV的过电位就可以提供10 mA cm−2的电流密度。
研究工作为充分利用层状结构材料实现高效的能量转换提供了一种新的方法。
参考文献
Yu Li, et al, Activating Both Basal Plane and Edge Sites of Layered Cobalt Oxides for Boosted Water Oxidation, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202103569
https://doi.org/10.1002/adfm.202103569
