电化学水分解制氢是缓解能源危机和环境污染问题的一种可持续方法，并且电催化水分解包括析氧反应(OER)和析氢反应(HER)。由于涉及多电子转移过程，OER比HER更加缓慢，需要高的过电位克服上述问题。贵金属基材料(例如Ir/IrO₂)被认为是OER的基准电催化剂，但它们的稀缺性和高昂的价格限制了其大规模应用。

镍铁基(氧)氢氧化物(NiFe LDH)由于其独特的层状结构和可调控的电子结构，是一类具有前景的贵金属替代品。表面过渡金属(TM)原子通常被认为是决定NiFe-LDH OER活性的活性位点。然而，表面TM原子只占据不到一半的表面位置，而大部分是不活跃的O原子。因此，如何最大限度地利用表面位点作为活性位点，而不仅仅是TM原子，是开发高效的TM基OER催化剂的关键。

基于双金属离子和OH⁻离子的原位竞争生长策略，湖南大学黄维清、李波和黄桂芳等通过一锅水热法一步制备具有氧缺陷的六方NiFe-LDH/FeOOH异质结电极。

实验和理论计算表明，只需改变H₂O₂的添加量，就可以很容易地控制NiFe-LDH/FeOOH的比例、金属价态、氧缺陷含量以及NiFe-LDH/FeOOH的电催化活性。在NiFe-LDH/FeOOH中引入适当地氧缺陷，使得Fe 3d能带中心下移，不仅降低了Fe位点与中间体之间的吸附强度，而且削弱了Fe-O键，促进了晶格氧的活化，实现了吸附质演变机制(AEM)和单晶格氧机制(sLOM)机制的同时进行。这种协同作用可以最大限度地利用表面TM和O原子作为活性位点，从而大大提高催化活性。

电化学性能测试结果显示，最优的NiFe-LDH/FeOOH电催化剂在20、100和1000 mA cm⁻²电流密度下的OER过电位分别仅为177、236和359 mV；并且其在上述电流密度下连续运行20小时而活性衰减仅为2~5%，反应后材料的形貌和结果几乎未发生变化，表明该催化剂具有优异的催化稳定性。

综上，该项工作不仅揭示了NiFe-LDH/FeOOH的OER活性增强机制，也为通过构建氧缺陷获得低成本、高效率的OER电催化剂提供了新的策略。

Oxygen Defect Engineering Promotes Synergy Between Adsorbate Evolution and Single Lattice Oxygen Mechanisms of OER in Transition Metal-Based (oxy)Hydroxide. Advanced Science, 2023. DOI: 10.1002/advs.202303321