De zuurstofevolutiereactie (OER) met trage reactiekinetiek en groot overpotentieel is de ernstige reactie in watersplitsing die veelbelovend lijkt voor energieopslag en -omzetting. Echter, het is nog steeds de bottleneckreactie van het watersplitsingssysteem vanwege de trage kinetiek en het grote overpotentiaal tijdens het anodische polarisatieproces. Daarom, het is van cruciaal belang om zeer efficiënte OER-katalysatoren te ontwikkelen die het overpotentiaal effectief kunnen verlagen en de reactiekinetiek kunnen versnellen.

Momenteel, CoFe dubbele metaaloxiden of -hydroxiden zijn door veel onderzoeken bewezen als efficiënte katalysatoren voor het katalyseren van OER. Echter, de prestatie van de overeenkomstige bulkkatalysatoren is nog steeds onbevredigend in praktische toepassingen. Op basis hiervan, het is van groot belang om de gelijktijdige verbetering van de schijnbare activiteit en intrinsieke activiteit van op CoFe gebaseerde katalysatoren te bereiken door middel van materiaal nanostructuur-engineering en elektronische structuurregulering.

Onlangs, Professor Shuangyin Wang's groep van de Hunan University, gebaseerd op de strategie van defect engineering, gebruikte een mild reductiemiddel-ethyleenglycol als oplosmiddel bij de solvothermische reductie van bulk CoFe LDH's om defectenconstructie te bereiken. Deze behandeling vergemakkelijkte de vorming van anion- en kationdefecten (O, Co, en Fe), en de bulk CoFe LDH's waren: ter plaatse geëxfolieerd, en een driedimensionale hiërarchische structuur werd gevormd door het intercalatie-effect van grote ethyleenglycol tijdens het solvotherme proces.

Na verdere morfologie en elektronische structuurkarakterisering, de auteurs ontdekten dat de defectrijke structuur de intrinsieke activiteit van het materiaal aanzienlijk verhoogde, en de resulterende driedimensionale hiërarchische structuur bevorderde de massaoverdracht in het katalytische proces, uiteindelijk tot effectieve OER-prestaties te komen.

Vergeleken met de conventionele tweedimensionale materiaalafschilfering of defecte constructiemethoden, deze methode doorbreekt de bottleneck van scale-up exfoliatie van tweedimensionaal materiaal, en de afschilfering van tweedimensionale katalysator en in-situ ontwikkeling van driedimensionale structuur worden gerealiseerd door een eenvoudige eenstaps solvothermische methode. Het geeft een nieuwe richting aan de grootschalige bereiding en toepassing van OER-katalysatoren.