Femtosecond Laser‐Engineered Oxygen Vacancies Enable Lattice Oxygen‐Driven Oxygen Evolution Reaction for Industrial Water Electrolysis

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作者
Yiming Qiao,Qingyuan Chen,Yansong Jia,Jiale Yong,Cunyuan Chen,Dong Wu,Min Liu,Chengtian Shen,J M Shi,Chaohua Gu,Yang Li,Huakun Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.71166
摘要

ABSTRACT Industrial water electrolysis (WE) requires oxygen evolution electrodes that combine intrinsic catalytic activity with efficient mass transport under high current densities. Here, we report a single‐step femtosecond‐laser interfacial engineering strategy to fabricate self‐supporting nickel‐based anodes with hierarchical micro/nano architectures and oxygen‐vacancy‐related surface features. This interfacial design simultaneously provides superhydrophilic/superaerophobic wettability for rapid gas‐liquid transport and modulates surface electronic properties for enhanced oxygen evolution reaction (OER) activity. As a result, the laser‐structured electrode exhibits enhanced OER activity together with robust operational stability under industrially relevant conditions. When integrated into an anion exchange membrane water electrolyzer (AEMWE), the system achieves a voltage of 1.81 V at 1000 mA cm −2 alongside exceptional durability over 1000 h with a negligible voltage decay rate. This scalable laser‐enabled strategy provides a versatile platform for designing efficient and stable electrode for sustainable hydrogen production.
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