近日，大湾区大学物质科学学院郭文翰特聘研究员课题组在电解水阳极催化剂材料研究中取得进展，研究成果以“A Kinetic Control Strategy for One-Pot Synthesis of Efficient Bimetallic Metal-Organic Framework/Layered Double Hydroxide Heterojunction Oxygen Evolution Electrocatalysts”为题发表于国际期刊Advanced Functional Materials。

        氢能作为一种公认的清洁能源，具有能量密度高、储量丰富、零污染等优势，是我国能源转型与升级的重要支柱。电解水制氢是大规模获得清洁氢气的主要来源，目前电解水效率严重受限于阳极氧析出反应（Oxygen Evolution Reaction，OER）催化剂性能。郭文翰课题组发展了一种制备自负载型异质结OER催化剂的新策略，通过动力学调控，实现了一步反应合成泡沫镍负载金属有机骨架（MOF）/层状双金属氢氧化物（LDH）异质结电极，作为电解水阳极OER催化剂达到10mA cm^-2电流密度仅需159.7mV过电位，同时在工业级高电流密度下表现出优异的性能，优于工业级RuO₂催化剂。研究表明，异质结结构来源于材料生长过程中多种晶相的动力学-热力学竞争性平衡，其高效催化活性主要来源于两方面：1）高度开放的三维分级孔道结构提供了丰富的扩散通道和充分暴露的表面活性位点，2）异质结界面两侧电荷重构调控关键反应中间体吸附强度，从而降低催化动力学能垒。