近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院在电催化研究方面取得新进展，相关成果以“Cation Vacancy Engineering in Medium-Entropy NiFeCoZn Layered Double Hydroxides Electrocatalysts for Boosting Oxygen Evolution Reaction in Water-Splitting”为题发表于材料类国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》期刊上（影响因子13.3，中科院一区）。

层状双氢氧化物（LDH）材料作为碱性介质中析氧反应（OER）的贵金属替代品一直受到关注，尽管它们本质上的电催化活性较差。对LDH进行适当的阳离子空位工程处理是提高催化OER过程中内在活性的有效方法。在这项工作中，通过对中熵NiFeCoZn-LDH前驱体进行部分Zn刻蚀，成功地实现了LDH纳米片（NiFeCoZn^vac-LDH）中阳离子空位的原位形成。原位拉曼分析发现，富金属位点空位的产生可显著降低表面重构的产生电位，从而形成丰富的高价活性中心。同时，理论计算结果表明，原位形成Zn空位可以有效地调控NiFeCoZn^vac-LDH的电子结构和d带中心，优化含氧中间体的吸附强度，降低OER过程中决定速率步骤（RDS）的自由能垒，从而提高催化OER的活性。作为概念验证，所获得的NiFeCoZn^vac-LDH 催化剂只需要222 mV的低过电位就能达到10 mA cm⁻²的电流密度，塔菲尔斜率仅为37.17 mV dec⁻¹。此外，在实际阴离子交换膜电解槽中，NiFeCoZn^vac-LDH电极在10 mA cm⁻²下具有1.48 V的超低电位，并在100 mA cm⁻²下长期稳定运行，没有明显的活性衰减。总之，这项工作成功开发了一种高效、经济的OER电催化剂，并展示了通过调控原子级阳离子空位的新策略，为多种新型催化剂的广泛应用提供了新的思路。

我院22级博士生王凯丽为该论文的第一作者。福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位。论文得到福州大学颜蔚教授、张久俊院士的共同指导。

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161153.