中國的科學家們在使用層狀雙氫氧化物改善氧進化反應（OER）的能量利用方面取得了進展，朝著為可再生能源高效制氫的目標前進。來自北京化工大學的研究人員，最近在《能源材料進展》雜誌上發表了他們的工作。

LDHs的理想化結構。資料來源：北京化工大學化學資源工程國家重點實驗室邵明飛

通訊作者、北京化工大學化學資源工程國家重點實驗室教授邵明飛說：”隨著化石燃料的需求和消耗不斷增加，能源短缺和環境污染正變得嚴重和不可忽視。有必要探索可持續的可再生能源，特別是，氫氣是一種具有廣闊應用前景的新能源”。

利用風能和太陽能等可再生能源轉化的電力，通過電化學水裂解可以實現高純度氫氣的生產。但作為半反應之一，OER是一個四電子過程，這導致能源利用效率低。

邵明飛和他的團隊專注於層狀雙氫氧化物（LDHs），這是一種重要的二維材料，其類型、金屬元素的摩爾比以及層間陰離子的性質具有廣泛的可調性。它們是鹼性介質中OER的傑出催化劑。

“我們總結了四種應用於改善LDHs OER性能的常見策略。通過這些策略，可以明顯降低OER的過電位，從而實現能量的高效利用，”邵明飛說。”介紹了一些關於LDHs活性位點鑑定的工作。對反應機理和活性位點的揭示為設計高效電催化劑提供了理論指導”。

到目前為止，OER催化劑的開發和探索大多處於實驗階段，無法達到大規模實用的標準。例如，在高鹼度和高溫等苛刻條件下，擴大催化劑的尺寸和保持OER過程中的穩定性等問題仍然存在。此外，大多數報導的基於LDH的催化劑的製備方法是複雜和耗時的，這拉高了成本，並限制了它們的應用和推廣。

邵明飛說：”由於活性氧的不穩定和不明顯的存在，對活性氧的識別，如電催化劑表面活性位點吸附的氧物種和OER期間分散在溶液中的氧自由基，這一切仍然是模糊的。在認識到這些活性氧之後，如何利用它們進行更有效的OER仍然是至關重要的。”

邵明飛說：”我們希望這一回顧能夠為進一步確定LDHs的活性位點提供思路，目的是為設計更先進的電催化劑以實現電化學水分離提供指導。