氢能是零碳能源载体的重要选择，电解水制氢清洁、纯度高，是绿色氢能经济的关键路径，但析氧反应（OER）动力学迟缓，仍高度依赖RuO₂、IrO₂等贵金属。大量退役磷酸铁锂（LFP）电池因缺乏镍/钴等金属的高值利用是目前面临的问题。将退役LFP转化为电解水催化剂，可同时兼顾电池回收与绿氢制备。

针对上述问题，研究团队在国际化学领域权威期刊《Inorganic Chemistry》（美国化学会，中科院二区）发表题为“Phase-Transition-Induced Co-Fe₂O₃ Nanosheets from Upcycling Spent LiFePO₄ for Oxygen Evolution”的研究论文（2026，DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6c04413），提出“氧化重构—选择性酸浸—钴掺入”的相变诱导限域生长策略，实现了退役LFP向高效析氧催化材料的直接转化。

LiFePO₄空气氧化过程中逐步重构为Li₃Fe₂(PO₄)₃/Fe₂O₃复合相，新生成的Fe₂O₃在两相畴间的受限界面内形核长大，晶粒粗化被有效抑制，获得平均厚度约30 nm、边缘位点与结构缺陷高度富集的超薄纳米片；随后通过质子交换与磷酸根骨架溶解进行选择性酸浸，除去Li₃Fe₂(PO₄)₃而保留化学稳定性更高的Fe₂O₃骨架；最后引入Co，使其以取代方式高度分散进入Fe₂O₃晶格，构建Co-O-Fe配位环境，重构局域电子结构并加速界面电荷转移。

sFe₂O₃@Co 在 1 M KOH 里表现优异：10 mA/cm² 过电位 265 mV（商用 RuO₂为 260 mV），Tafel 斜率 28.6 mV/dec，优于 RuO₂（48.0 mV/dec）；50 mA/cm² 时过电位 289 mV，低于 RuO₂的 333 mV。10 mA/cm² 稳定运行 350 h，活性保留 72.6%。用它组装的阴离子交换膜电解槽，100 mA/cm² 只需 1.62 V，200 h 后活性剩 83.1%。材料里残留磷酸根可阻挡氯离子竞争吸附，在含氯电解液中性能基本不受影响。

在机理上，SCN^-毒化证实Fe为主活性位点、Co仅起电子调节作用，TMA⁺实验表明反应遵循晶格氧机制（LOM），XPS与Bode分析指向界面电荷转移加快。技术经济分析（EverBatt 2023）显示，处理1吨退役LFP时该路线在能耗、环境负荷与工艺复杂度上均优于火法与湿法，并可同步回收铜与石墨。

论文第一作者为能源科学与工程学院2024级材料科学与工程专业研究生汪畅，通讯作者为淮北师范大学能源科学与工程学院刘强春教授和中国矿业大学孔祥恺博士。该研究得到国家自然科学基金、安徽省高校自然科学研究项目和中国矿业大学大学生创新创业训练计划资助。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6c04334

作者简介：刘强春：https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js/content_132922

（文、图：汪畅/审核：张蓉/审校：曹静/终审：谢红霞）