Engenharia Sinérgica de Hidróxidos Duplos em Camadas FeNi Derivados de Estruturas Orgânicas Metálicas para uma Divisão Eficiente e Estável da Água

Explorar eletrocatalisadores eficientes e de baixo custo para a divisão total da água (OWS) é crucial para alcançar a produção de hidrogênio (H2) em larga escala. Aqui, descrevemos a síntese de hidróxidos duplos em camadas à base de FeNi codopados com Co e V (Co,V-FeNi-LDHs) como estruturas hierárquicas 3D, que atuam como eletrocatalisadores bifuncionais sobre espuma de níquel (NF), utilizando o quadro de imidazolato zeolítico-67 (ZIF) como um molde. Neste contexto, o ZIF não apenas atua como um quadro para engenharia morfológica, mas também funciona como uma fonte de átomos de Co, além de criar mais locais ativos. Uma estratégia de codopagem dupla com Co e V leva à distorção da rede e interações eletrônicas mais fortes no eletrocatalisador, aumentando assim sua área de superfície ativa e atividade intrínseca, com excelente desempenho eletrocatalítico. O eletrocatalisador resultante Co,V-FeNi-LDH exibiu excelentes atividades bifuncionais. Os sobrepotenciais da reação de evolução do oxigênio a 50 mA cm–2 e da reação de evolução do hidrogênio a 10 mA cm–2 foram de 244 e 180 mV, respectivamente. Além disso, uma tensão de célula de 1,62 V foi alcançada a uma densidade de corrente de 10 mA cm–2, com excelente estabilidade de 60 h. Este estudo enfatiza a importância de aprimorar o desempenho eletrocatalítico dos LDH por meio de uma abordagem sinérgica envolvendo dopagem dupla de cátions e engenharia morfológica.