中国的科学家们在使用层状双氢氧化物改善氧进化反应（OER）的能量利用方面取得了进展，朝着为可再生能源高效制氢的目标前进。来自北京化工大学的研究人员，最近在《能源材料进展》杂志上发表了他们的工作。
LDHs的理想化结构。资料来源：北京化工大学化学资源工程国家重点实验室邵明飞
通讯作者、北京化工大学化学资源工程国家重点实验室教授邵明飞说：”随着化石燃料的需求和消耗不断增加，能源短缺和环境污染正变得严重和不可忽视。有必要探索可持续的可再生能源，特别是，氢气是一种具有广阔应用前景的新能源”。
利用风能和太阳能等可再生能源转化的电力，通过电化学水裂解可以实现高纯度氢气的生产。但作为半反应之一，OER是一个四电子过程，这导致能源利用效率低。
邵明飞和他的团队专注于层状双氢氧化物（LDHs），这是一种重要的二维材料，其类型、金属元素的摩尔比以及层间阴离子的性质具有广泛的可调性。它们是碱性介质中OER的杰出催化剂。
“我们总结了四种应用于改善LDHs OER性能的常见策略。通过这些策略，可以明显降低OER的过电位，从而实现能量的高效利用，”邵明飞说。”介绍了一些关于LDHs活性位点鉴定的工作。对反应机理和活性位点的揭示为设计高效电催化剂提供了理论指导”。
到目前为止，OER催化剂的开发和探索大多处于实验阶段，无法达到大规模实用的标准。例如，在高碱度和高温等苛刻条件下，扩大催化剂的尺寸和保持OER过程中的稳定性等问题仍然存在。此外，大多数报道的基于LDH的催化剂的制备方法是复杂和耗时的，这拉高了成本，并限制了它们的应用和推广。
邵明飞说：”由于活性氧的不稳定和不明显的存在，对活性氧的识别，如电催化剂表面活性位点吸附的氧物种和OER期间分散在溶液中的氧自由基，这一切仍然是模糊的。在认识到这些活性氧之后，如何利用它们进行更有效的OER仍然是至关重要的。”
邵明飞说：”我们希望这一回顾能够为进一步确定LDHs的活性位点提供思路，目的是为设计更先进的电催化剂以实现电化学水分离提供指导。