Illustration de la réaction solvothermique des LDH de CoFe vierges à l'aide d'éthylène glycol. Crédit :©Science China Press
La réaction de dégagement d'oxygène (OER) avec une cinétique de réaction lente et une surtension importante est la réaction sévère dans la division de l'eau qui semble prometteuse pour le stockage et la conversion d'énergie. Cependant, c'est toujours la réaction de goulot d'étranglement du système de fractionnement de l'eau en raison de la cinétique lente et de la surtension importante pendant le processus de polarisation anodique. Par conséquent, il est crucial de développer des catalyseurs OER hautement efficaces qui peuvent réduire efficacement le surpotentiel et accélérer la cinétique de réaction.
Maintenant, De nombreuses études ont prouvé que les oxydes ou hydroxydes métalliques doubles de CoFe étaient des catalyseurs efficaces pour catalyser les REL. Cependant, les performances des catalyseurs en vrac correspondants sont encore insatisfaisantes dans les applications pratiques. Basé sur ceci, il est d'une importance considérable d'obtenir l'amélioration simultanée de l'activité apparente et de l'activité intrinsèque des catalyseurs à base de CoFe grâce à l'ingénierie des nanostructures de matériaux et à la régulation de la structure électronique.
Récemment, Le groupe du professeur Shuangyin Wang de l'Université du Hunan, basé sur la stratégie de l'ingénierie des défauts, utilisé un agent réducteur doux-éthylène glycol comme solvant dans la réduction solvothermique des LDH de CoFe en vrac pour obtenir la construction des défauts. Ce traitement a facilité la formation de défauts anioniques et cationiques (O, Co, et Fe), et les LDH de CoFe en vrac ont été in situ exfolié, et une structure hiérarchique tridimensionnelle a été formée en raison de l'effet d'intercalation de l'éthylène glycol de grande taille au cours du processus solvothermique.
Après une caractérisation plus poussée de la morphologie et de la structure électronique, les auteurs ont constaté que la structure riche en défauts augmentait significativement l'activité intrinsèque du matériau, et la structure hiérarchique tridimensionnelle résultante a favorisé le transfert de masse dans le processus catalytique, atteindre en fin de compte une performance efficace des REL.
Par rapport aux méthodes conventionnelles d'exfoliation des matériaux bidimensionnels ou de construction de défauts, cette méthode brise le goulot d'étranglement de l'exfoliation à grande échelle du matériau bidimensionnel, et l'exfoliation du catalyseur bidimensionnel et le développement in situ de la structure tridimensionnelle sont réalisés par une méthode solvothermique simple en une étape. Il fournit une nouvelle direction pour la préparation et l'application à grande échelle de catalyseurs REL.