Abstract Transition metal oxides or (oxy)hydroxides have been intensively investigated as promising electrocatalysts for energy and environmental applications. Oxygen in the lattice was reported recently to actively participate in surface reactions. Herein, we report a sacrificial template-directed approach to synthesize Mo-doped NiFe (oxy)hydroxide with modulated oxygen activity as an enhanced electrocatalyst towards oxygen evolution reaction (OER). The obtained MoNiFe (oxy)hydroxide displays a high mass activity of 1910 A/g metal at the overpotential of 300 mV. The combination of density functional theory calculations and advanced spectroscopy techniques suggests that the Mo dopant upshifts the O 2 p band and weakens the metal-oxygen bond of NiFe (oxy)hydroxide, facilitating oxygen vacancy formation and shifting the reaction pathway for OER. Our results provide critical insights into the role of lattice oxygen in determining the activity of (oxy)hydroxides and demonstrate tuning oxygen activity as a promising approach for constructing highly active electrocatalysts.

Abstract The recharge ability of zinc metal‐based aqueous batteries is greatly limited by the zinc anode. The poor cycling durability of Zn anodes is attributed to the dendrite growth, shape change and passivation, but this issue has been ignored by using an excessive amount of Zn in the past. Herein, a 3D nanoporous (3D NP) Zn–Cu alloy is fabricated by a sample electrochemical‐assisted annealing thermal method combined, which can be used directly as self‐supported electrodes applied for renewable zinc‐ion devices. The 3D NP architectures electrode offers high electron and ion transport paths and increased material loading per unit substrate area, which can uniformly deposit/strip Zn and improve charge storage ability. Benefiting from the intrinsic materials and architectures features, the 3D NP Zn–Cu alloy anode exhibits high areal capacity and excellent cycling stability. Further, the fabricated high‐voltage double electrolyte aqueous Zn–Br 2 battery can deliver maximum areal specific capacity of ≈1.56 mAh cm −2 , which is close to the level of typical commercial Li‐ion batteries. The excellent performance makes it an ideal candidate for next‐generation aqueous zinc‐ion batteries.

A dynamic surface reconstruction of oxide electrocatalysts in alkaline media is widely observed especially for layered double hydroxide (LDH), but little is known about how to promote the reconstruction toward desired surfaces for improved oxygen evolution reaction (OER). Here, surface reconstruction of NiFe LDH nanosheets is successfully induced to a higher degree via in situ sulfur doping than that by natural electrochemical activation. Theoretical calculations, operando Raman, and various ex situ characterizations reveal the S anion-induced effect can lower the energy barrier and facilitate the phase transformation into highly active S-doped oxyhydroxides. The generated S-NixFeyOOH can optimize the intermediate adsorption and facilitate the OER kinetics. The reconstructed S-oxyhydroxides catalyst presents superior OER activity and long-term durability compared to undoped ones. This work provides a structure–composition–activity relationship during the in situ surface restructuring of NiFe LDH pre-catalysts.

The strategy of Plasmon-Induced Resonance Energy Transfer (PIRET) holds promise in mitigating the recombination of photo-generated electron-hole pairs, thereby amplifying the efficiency of an electrode in photoelectrochemical (PEC) reactions geared towards solar-driven PEC. Nevertheless, the PIRET mechanism, particularly from the view of charge separation and extraction dynamics, remains unclear. Herein, we examined PEC water splitting activities of Au nanoparticles decorated α-Fe 2 O 3 nanoarrays (α-Fe 2 O 3 /Au NRs) and systematically investigated the PIRET mechanism by the combination of ultraviolet-visible spectra, field distribution simulation, and transient absorption spectroscopy . The PIRET effect of Au nanoparticles (NPs) generates a localized electromagnetic field near the surface of the α-Fe 2 O 3 NRs and the significant near-field coupling between α-Fe 2 O 3 NRs and Au NPs promotes cross-sectional absorption that markedly enhances plasmonic energy transfer from Au NPs to α-Fe 2 O 3 NRs. TA measurement uncovers the proximate electric field around α-Fe 2 O 3 NRs, which emanates from the Au NPs' PIRET, orchestrates the instantaneous segregation of electrons and holes upon their formation and births enduring photogenerated holes in α-Fe 2 O 3 /Au NRs. Additionally, the FeOOH overlayers, as cocatalyst , are effective in boosting hole transfer kinetics. Consequently, the photocurrent density exhibited by the α-Fe 2 O 3 /Au/FeOOH arrays is amplified by 3.5 times in comparison to the pristine α-Fe 2 O 3 NR arrays. The surface of α-Fe 2 O 3 NRs arrays are functionalized with Au NPs to achieve high-efficiency photoelectrochemical water oxidation through plasmon-induced resonance energy transfer. The enhanced near-field electric field significantly suppresses the carrier recombination and enables long-lived photogenerated holes. • The plasmon-induced resonance energy transfer (PIRET) mechanism in α-Fe 2 O 3 /Au is systematically investigated. • The PIRET effect generates a localized electromagnetic field to enable fast separation of the electron-hole pairs. • Ultrafast spectroscopy is used to probe photogenerated electron-hole separation and charge transfer kinetics.