니켈-철 층상 이중수산화물(Ni-Fe LDH)은 층 사이에 전하 균형을 이루는 음이온과 물 분자가 포함된, 양전하를 띤 Fe3+가 도핑된 Ni-수산화물 층들이 적층된 구조로 이루어진다. Ni-Fe LDH는 알칼리 조건에서 산소발생반응(OER)에 대해 매우 높은 촉매 활성을 보이지만, 열악한 운전 안정성은 여전히 해결해야 할 문제로 남아 있다. 본 연구에서는 밀도 범함수 이론 계산에 기초하여, Ni-Fe LDH가 허용하는 이론적 Fe3+ 한계(≈25%)보다 높은 Fe 함량(>40%)을 도입하면 구조적 안정성이 향상될 수 있음을 제안한다. 따라서 Fe 기판의 조절된 산소 부식에 기반한 성장 전략을 통해, Ni2+-Fe3+ LDH 구조에 추가적인 Fe2+를 편입시키도록 하여 Fe-풍부 Ni-Fe LDH 전극을 제조한다. 실제로 미세구조 및 원소 분석은 추가적인 Fe2+의 존재를 확인한다. 이 Fe-풍부 Ni-Fe LDH 전극은 낮은 OER 과전압(200 mA cm−2에서 ≈270 mV)을 제공할 뿐 아니라, 유의미한 성능 저하나 금속 이온 용출 없이 동적 운전 환경에서도 우수한 운전 안정성을 나타낸다. 마지막으로 Fe-풍부 Ni-Fe LDH 전극의 실용적 타당성은 단일 셀(34.56 cm2) 운전에서 입증된다. 이러한 결과는 상업용 물 전해조에 적용 가능한 신뢰성 있는 OER 전극 개발에 기여할 것으로 기대된다.

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