氢气是一种环境友好的可再生能源，已成为化石燃料的最有前途的替代品之一。电化学分水是一种可持续的生产氢气的清洁能源技术，在能源转换和储能技术中具有重要作用。传统的电催化金属-有机骨架(MOF)热转化需要高温、惰性气氛、持续时间长，导致金属颗粒严重聚集，而且多孔结构不均匀。

有鉴于此，南洋理工大学周昆教授和Yu Wang等人，介绍了一种高精度、低成本的激光诱导退火(LIA)技术，该策略消除了粒子聚集，并通过高暴露活性位点快速生成均匀结构，可在几分钟内碳化导电衬底上的MOF。

本文要点

1）展示了一种新颖而简单的LIA策略，在环境条件下使用聚焦的10.6µm CO₂激光器在8个导电衬底上快速碳化12个MOF，以产生LIA-MOF。激光处理后的LIA-MOF紧密锚定在没有粘结剂的衬底上，表现出独特的核壳结构，其中金属纳米粒子被多孔碳包裹。

2）物理表征和理论计算表明，LiA-MIL-101(Fe)的高活性源于激光处理过程中形成的Ni掺杂Fe₃O₄覆盖层对中间体的良好吸附。此外，还组装了LIA-MOF/衬底器件，以实现整体水分解。

3）LiA-MIL-101(Fe)在50 mA cm²时的超低过电位为225 mV，小的塔菲尔斜率为60 mV dec⁻¹，并且在1 M KOH中在 50 小时内具有出色的稳定性以促进析氧反应，表现优于最近报道的过渡金属基电催化剂和商业 RuO₂。

参考文献：

Yu-Jia Tang et al. Laser-Induced Annealing of Metal–Organic Frameworks on Conductive Substrates for Electrochemical Water Splitting. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202102648

https://doi.org/10.1002/adfm.202102648