Developing bifunctional efficient and durable non-noble electrocatalysts for oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) is highly desirable and challenging for overall water splitting. Herein, Co–Mn carbonate hydroxide (CoMnCH) nanosheet arrays with controllable morphology and composition were developed on nickel foam (NF) as such a bifunctional electrocatalyst. It is discovered that Mn doping in CoCH can simultaneously modulate the nanosheet morphology to significantly increase the electrochemical active surface area for exposing more accessible active sites and tune the electronic structure of Co center to effectively boost its intrinsic activity. As a result, the optimized Co1Mn1CH/NF electrode exhibits unprecedented OER activity with an ultralow overpotential of 294 mV at 30 mA cm–2, compared with all reported metal carbonate hydroxides. Benefited from 3D open nanosheet array topographic structure with tight contact between nanosheets and NF, it is able to deliver a high and stable current density of 1000 mA cm–2 at only an overpotential of 462 mV with no interference from high-flux oxygen evolution. Despite no reports about effective HER on metal carbonate hydroxides yet, the small overpotential of 180 mV at 10 mA cm–2 for HER can be also achieved on Co1Mn1CH/NF by the dual modulation of Mn doping. This offers a two-electrode electrolyzer using bifunctional Co1Mn1CH/NF as both anode and cathode to perform stable overall water splitting with a cell voltage of only 1.68 V at 10 mA cm–2. These findings may open up opportunities to explore other multimetal carbonate hydroxides as practical bifunctional electrocatalysts for scale-up water electrolysis.

The lack of suitable cathodes is one of the key reasons that impede the development of aqueous zinc-ion batteries. Because of the inherently unsuitable structure and inferior physicochemical properties, the low-valent V2O3 as Zn2+ host could not be effectively discharged. Herein, we demonstrate that V2O3 (theoretical capacity up to 715 mAh g-1) can be utilized as a high-performance cathode material by an in situ anodic oxidation strategy. Through simultaneously regulating the concentration of the electrolyte and the morphology of the V2O3 sample, the ultraefficient anodic oxidation process of the V2O3 cathode was achieved within the first charging, and the mechanism was also schematically investigated. As expected, the V2O3 cathode with a hierarchical microcuboid structure achieved a nearly two-electron transfer process, enabling a high discharging capacity of 625 mAh g-1 at 0.1 A g-1 (corresponding to a high energy density of 406 Wh kg-1) and cycling stability (100% capacity retention after 10 000 cycles). This work not only sheds light on the phase transition process of low-valent V2O3 but also exploits a method toward design of advanced cathode materials.

To develop high‐power and high‐energy batteries with a long life remains a great challenge, even combining the benefits of metal (fast kinetics and high capacity) and carbon materials (robust structure). Among them, Al‐ion batteries based on aluminum anode and graphite carbon cathode have gained lots of interests as one of the most promising technologies. Here, it is demonstrated that the size of graphitic material in ab plane and c direction plays an important role in anion intercalation chemistry. Sharply decreasing the size of vertical dimension ( c direction) strongly facilitates the kinetics and charge transfer of anions (de)intercalation. On the other hand, increasing the size of horizontal dimension ( ab plane) contributes to improving the flexibility of graphitic materials, which results in raising the cycling stability. Meanwhile, chloroaluminate anions are reversibly intercalated into the interlayer of graphite materials, leading to the staging behaviors. In the end, an ultrafast Al‐ion battery with exceptional long life is achieved based on large‐sized few‐layer graphene as a cathode and aluminum metal as an anode.

Correction for ‘Reconstructing the phase of vanadium oxides enables redox-catalysis manipulated reversible sulfur conversion for stable Zn–S batteries’ by Hao Luo et al. , Chem. Sci. , 2025, https://doi.org/10.1039/d4sc06593j.