在钴基氧化物材料中，处于八面体位(CoO₆)的钴在析氧反应中表现出优良的活性。通过控制重构反应，可以将尖晶石结构氧化物中的四面体位钴 (CoO₃)转化成八面体位的钴，从而提高材料表面八面体位钴的密度和析氧反应活性。在之前的工作中，本课题组和澳大利亚伍伦贡大学的李晓宁博士、程振翔教授合作，首次通过晶面工程获得了具有高密度CoO₆的Co₃O₄(111)表面，显著提升了Co₃O₄的电催化析氧性能（ACS Nano, 2023, 17, 6811）。在此基础上，最近课题组又通过元素调控，激活了层状氧化物NaCoO₂的基面和氧位，从而提高了材料的催化活性。

层状结构的Na_xCoO₂材料中CoO₂层由CoO₆单元相互耦合而成，其层间间隙利于反应物的传输，而基面是由致密的CoO₆结构组成。课题组博士生熊兵等通过创新的碱助熔剂法合成了具有较高Fe含量的Na_0.6Co_1-xFe_xO₂材料，实现了显著的电催化析氧活性提升。活性增强机制可归结为两点：Fe的引入激活了原本表现为析氧惰性的（0001）基面，大幅增加了可参加催化反应的活性钴位点； Fe的引入使得晶格氧的价态提高，更高价态的氧可作为活性位点独立参与析氧反应。

该工作选择含有致密八面体钴单元的Na_0.6CoO₂作为模型催化剂，通过引入Fe显著提升材料析氧性能，这种激活策略有望指导开发具有CoO₆八面体的层状氧化物析氧催化活性。相关成果以“Activating the Basal Planes and Oxidized Oxygens in Layer-Structured Na_0.6CoO₂ for Boosted OER Activity”为题发表在Advanced Science期刊上(Doi: 10.1002/advs.202305959)，博士生熊兵为论文第一作者，陆亚林教授、傅正平副教授为共同通讯作者。

图：Na_xCoO₂的晶体结构；铁掺杂后可能的反应机制；性能提升策略示意图