图（a）NiFe-LDH催化剂不能实现自修复的原因；（b）NiCoFe-LDH催化剂的自修复机理；（c）NiCoFe-Bi催化剂的电催化OER性能；（d）NiCoFe-Bi/NiO/CuOx/n-Si光阳极的光电催化OER性能。
在国家自然科学基金项目（批准号：21872019）等的资助下，电子科技大学李严波教授团队与海外学者合作，在自修复析氧催化剂研究方面取得进展。研究成果以“强碱性条件下自修复的电催化和光电催化析氧催化剂（A self-healing catalyst for electrocatalytic and photoelectrochemical oxygen evolution in highly alkaline conditions）”为题在《自然·通讯》（Nature Communications）发表。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26281-0。
通过电催化或光电催化分解水制取的氢气，可以作为长期储存间歇性可再生能源（如太阳能和风能）的载体，是未来构建低碳可持续能源体系的重要途径之一。开发低成本、高效、高稳定性的析氢（HER）、析氧（OER）催化剂是实现上述目标的关键。镍铁层状双氢氧化物（NiFe-LDH）是碱性条件下活性最高的OER催化剂之一，且其原料便宜。但是，在长期的运行中，其活性中心Fe会在OER反应条件下不断流失，导致催化活性降低，开发OER反应条件下有效的自修复策略，是实现其长时间稳定性的唯一途径。
OER催化剂实现自修复要求活性中心的流失和再沉积必须在OER反应电位下达到动态平衡。然而，研究团队发现，NiFe-LDH催化剂在OER反应电位下浸出的Fe活性中心无法有效地再沉积，这成为其实现自修复的主要障碍（图a）。基于此，他们将对Fe再沉积有催化作用的Co引入到NiFe-LDH结构中，促进Fe活性中心在OER反应电位下的再沉积，Fe活性中心的再沉积与浸出达到动态平衡，实现了NiCoFe-LDH催化剂的自修复（图b）。所制备的NiCoFe-Bi催化剂在长时间的电催化（图c）及光电催化（图d）OER反应过程中展现了优异的稳定性，证明了其强碱性条件下的自修复能力。该研究为高效、高稳定性的析氧催化剂的设计提供了新思路。