Structural Design of MOF-Based and MOF-Derived Composites for Oxygen Evolution Electrocatalysis: Materials Innovation for Energy and Environmental Sustainability

Abstract

To achieve sustainable renewable energy, there is an urgent need for efficient electrocatalyst. Such electrocatalyst must have capability to drive the water electrolysis with significant stability and electrocatalytic activity. The metal organic framework and their derivatives have become popular material due to its porosity and tunable coordination framework. However, their restricted conductivity and structural delicateness limit their full exploration. Therefore, to reduce their inherent limitation, recently MOF-based and MOF-derived composites (MOF-GO, MOF-Polymer, and MOF-MXene) with versatile architecture have been developed. Therefore, such MOF composite can offer improved charge transfer kinetics, high exposure of active sites during electrochemical studies. In this context, this comprehensive review offers a critical assessment of the recent advancement of MOF and MOF-based and MOF-derived composites for the oxygen evolution reaction. This review will highlight how structural design and interfacial engineering can dictate electrocatalytic performance. Additionally, to illustrate the contribution of redox-active metal centers, organic ligands, and hierarchical porosity, significant example and cases are thoroughly discussed. Finally, opportunities and challenges are outlined, including scalable synthesis, in situ/operando insights, and incorporation into practical electrolyzer systems.

Keywords

composite materials / metal-organic frameworks / oxygen evolution reaction / structural design / water splitting

References

[1] Y. Dou, T. Liao, Z. Ma, D. Tian, Q. Liu, F. Xiao, Z. Sun, J. Ho Kim, S. Xue Dou, Nano Energy 2016, 30, 267.

[2] K. Kannimuthu, K. Sangeetha, S. Sam Sankar, A. Karmakar, R. Madhu, S. Kundu, Inorg. Chem. Front. 2021, 8, 234.

[3] A. Karmakar, K. Karthick, S. S. Sankar, S. Kumaravel, M. Ragunath, S. Kundu, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 11691.

[4] P. T. Moseley, J. Garche, Electrochemical Energy Storage for Renewable Sources and Grid Balancing, Newnes, Oxford, UK, 2014.

[5] L. Chen, J.-T. Ren, Z.-Y. Yuan, Green Chem. 2022, 24, 713.

[6] B. Kamble, K. M. Garadkar, K. K. Sharma, P. Kamble, S. Tayade, B. D. Ajalkar, J. Electrochem. Sci. Eng. 2021, 11, 143.

[7] A. Eftekhari, V. J. Babu, S. Ramakrishna, Int. J. Hydrogen Energy 2017, 42, 11078.

[8] B. B. Kamble, S. K. Jha, K. K. Sharma, S. S. Mali, C. K. Hong, S. N. Tayade, Int. J. Hydrogen Energy 2023, 48, 29058.

[9] E. Enkhtuvshin, K. M. Kim, Y.-K. Kim, S. Mihn, S. J. Kim, S. Y. Jung, N. T. T. Thao, G. Ali, M. Akbar, K. Y. Chung, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 27332.

[10] C. Wang, A. Schechter, L. Feng, Nano Res. Energy 2023, 2, e9120056.

[11] Y. Cheng, Y. Wang, Z. Shi, H. Wu, J. Yang, J. Ni, M. Yang, Z. Wang, M. Xiao, C. Liu, W. Xing, EcoEnergy 2025, 3, 131.

[12] H. Furukawa, K. E. Cordova, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2013, 341, 1230444.

[13] Y. Kinoshita, I. Matsubara, T. Higuchi, Y. Saito, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1959, 32, 1221.

[14] C. F. Liu, N. C. Liu, J. C. Bailar, Inorg. Chem. 1964, 3, 1085.

[15] B. F. Hoskins, R. Robson, J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5962.

[16] S. Kitagawa, M. Munakata, T. Tanimura, Inorg. Chem. 1992, 31, 1714.

[17] M. Fujita, Y. J. Kwon, S. Washizu, K. Ogura, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1151.

[18] O. M. Yaghi, G. Li, H. Li, Nature 1995, 378, 703.

[19] O. M. Yaghi, H. Li, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10401.

[20] M. Kondo, T. Yoshitomi, H. Matsuzaka, S. Kitagawa, K. Seki, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 1725.

[21] H. Li, M. Eddaoudi, T. L. Groy, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8571.

[22] O. M. Yaghi, M. O'Keeffe, N. W. Ockwig, H. K. Chae, M. Eddaoudi, J. Kim, Nature 2003, 423, 705.

[23] Q. Xu, H. Kitagawa, Adv. Mater. 2018, 30, 1803613.

[24] Y.-S. Wei, J.-Q. Shen, P.-Q. Liao, W. Xue, J.-P. Zhang, X.-M. Chen, Dalton Trans. 2016, 45, 4269.

[25] L. J. Murray, M. Dincă, J. R. Long, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1294.

[26] X. Zhang, B. Wang, A. Alsalme, S. Xiang, Z. Zhang, B. Chen, Coord. Chem. Rev. 2020, 423, 213507.

[27] K. A. Adegoke, N. W. Maxakato, Mater. Today Energy 2021, 21, 100816.

[28] Y. Wang, J. Yan, N. Wen, H. Xiong, S. Cai, Q. He, Y. Hu, D. Peng, Z. Liu, Y. Liu, Biomaterials 2020, 230, 119619.

[29] I. C. Man, H. Su, F. Calle-Vallejo, H. A. Hansen, J. I. Martínez, N. G. Inoglu, J. Kitchin, T. F. Jaramillo, J. K. Nørskov, J. Rossmeisl, ChemCatChem 2011, 3, 1159.

[30] J. Rossmeisl, A. Logadottir, J. K. Nørskov, Chem. Phys. 2005, 319, 178.

[31] Z. W. Seh, J. Kibsgaard, C. F. Dickens, I. Chorkendorff, J. K. Nørskov, T. F. Jaramillo, Science 2017, 355, eaad4998.

[32] H. Long, Y.-N. Li, W.-J. Yang, L.-S. Zhang, H.-Y. Wang, Catal. Lett. 2025, 155, 120.

[33] P. Tong, J. Liang, X. Jiang, J. Li, Crit. Rev. Anal. Chem. 2020, 50, 376.

[34] N. Yanai, K. Kitayama, Y. Hijikata, H. Sato, R. Matsuda, Y. Kubota, M. Takata, M. Mizuno, T. Uemura, S. Kitagawa, Nat. Mater. 2011, 10, 787.

[35] S. Abedi, A. A. Tehrani, A. Morsali, New J. Chem. 2015, 39, 5108.

[36] Q. Zhang, S. Yan, X. Yan, Y. Lv, Sci. Total Environ. 2023, 902, 165944.

[37] N. Stock, S. Biswas, Chem. Rev. 2012, 112, 933.

[38] J. Bedia, V. Muelas-Ramos, M. Peñas-Garzón, A. Gómez-Avilés, J. J. Rodríguez, C. Belver, Catalysts 2019, 9, 52.

[39] S. Soni, P. K. Bajpai, C. Arora, Charact. Appl. Nanomater 2020, 3, 87.

[40] A. Rehman, S. Farrukh, A. Hussain, E. Pervaiz, Energy Environ. 2020, 31, 367.

[41] G. Tatrari, R. An, F. U. Shah, Coord. Chem. Rev. 2024, 512, 215876.

[42] T. Islamoglu, S. Goswami, Z. Li, A. J. Howarth, O. K. Farha, J. T. Hupp, Acc. Chem. Res. 2017, 50, 805.

[43] X. Zhang, Z. Chen, X. Liu, S. L. Hanna, X. Wang, R. Taheri-Ledari, A. Maleki, P. Li, O. K. Farha, Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7406.

[44] J.-Y. Fu, Z.-Y. Lin, J.-Y. Xie, Y.-M. Chai, B. Dong, Mater. Lett. 2022, 324, 132748.

[45] W. Zheng, L. Y. S. Lee, ACS Energy Lett. 2021, 6, 2838.

[46] N. Heidary, M. Morency, D. Chartrand, K. H. Ly, R. Iftimie, N. Kornienko, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 12382.

[47] Z. Zou, T. Wang, X. Zhao, W.-J. Jiang, H. Pan, D. Gao, C. Xu, ACS Catal. 2019, 9, 7356.

[48] W. Zheng, M. Liu, L. Y. S. Lee, ACS Catal. 2020, 10, 81.

[49] X. Liu, F. Xia, R. Guo, M. Huang, J. Meng, J. Wu, L. Mai, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101792.

[50] Y. Mousazade, M. R. Mohammadi, P. Chernev, R. Bagheri, Z. Song, H. Dau, M. M. Najafpour, Inorg. Chem. 2020, 59, 15335.

[51] M. Che, Catal. Today 2013, 218, 162.

[52] H. Ooka, J. Huang, K. S. Exner, Front. Energy Res. 2021, 9, 654460.

[53] J. K. Nørskov, J. Rossmeisl, A. Logadottir, L. Lindqvist, J. R. Kitchin, T. Bligaard, H. Jónsson, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886.

[54] J. Rossmeisl, Z.-W. Qu, H. Zhu, G.-J. Kroes, J. K. Nørskov, J. Electroanal. Chem. 2007, 607, 83.

[55] J. Morales-Vidal, R. García-Muelas, M. A. Ortuño, Cat. Sci. Technol. 2021, 11, 1443.

[56] Z. Xue, K. Liu, Q. Liu, Y. Li, M. Li, C.-Y. Su, N. Ogiwara, H. Kobayashi, H. Kitagawa, M. Liu, Nat. Commun. 2019, 10, 5048.

[57] T. Zhang, Y. Cao, H. Zheng, F. Gao, S. Zhang, G. Lin, F. Yang, X. Zheng, X. Guo, J. Zhang, Y. Zhang, A. Yuan, ACS Sustain. Chem. Eng. 1993, 2025, 13.

[58] Y. Zhang, X. Zheng, X. Guo, J. Zhang, A. Yuan, Y. Du, F. Gao, Appl. Catal. Environ. 2023, 336, 122891.

[59] S. Yang, X. Liu, X. Wang, Y. Lin, S. Cheng, H. Gao, F. Zhang, L. Li, J. Lian, U. Lassi, Adv. Powder Mater. 2025, 4, 100329.

[60] S. Hou, L. Xu, S. Mukherjee, J. Zhou, K.-T. Song, Z. Zhou, S. Zhang, X. Ma, J. Warnan, A. S. Bandarenka, R. A. Fischer, ACS Catal. 2024, 14, 12074.

[61] C. Liu, W. Gong, T. Iftikhar, W. Liu, L. Su, X. Zhang, Next Mater. 2025, 7, 100362.

[62] J. Li, S. Ott, Acc. Chem. Res. 2024, 57, 2836.

[63] S. Tao, J. Wang, J. Zhang, ACS Nano 2025, 19, 9484.

[64] R. Saha, K. Gupta, C. J. Gómez García, Cryst. Growth Des. 2024, 24, 2235.

[65] R. Zahid, M. R. A. Karim, M. W. Khan, M. A. Marwat, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 57, 958.

[66] J. Yang, Z. Feng, Y. Wang, J. Huang, C. Xu, H. Li, ACS Appl. Nano Mater. 2024, 7, 18881.

[67] E. M. Johnson, S. Ilic, A. J. Morris, ACS Cent. Sci. 2021, 7, 445.

[68] S. Zhou, L. Shi, Y. Li, T. Yang, S. Zhao, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2400767.

[69] Y. Chen, Y. Shi, G. Song, B. Yang, H. Pang, Next Mater. 2025, 6, 100323.

[70] C. Han, Y. Lv, X. Tang, S. Zhang, Y. Jiang, Z. Lu, S. Dai, Nano Lett. 2025, 25, 11484.

[71] H. Zhang, J. Li, H. Huang, J. Zou, W. Huo, Y. Li, J. Li, Sep. Purif. Technol. 2025, 361, 131561.

[72] X. Tian, F. Li, Z. Tang, S. Wang, K. Weng, D. Liu, S. Lu, W. Liu, Z. Fu, W. Li, Nat. Commun. 2024, 15, 2920.

[73] R. Jena, V. Kashyap, R. Jana, T. Mandal, T. N. Das, F. A. Rahimi, S. Barman, D. Maity, R. Kumar, D. Bhattacharyya, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202510741.

[74] Z. Zhou, Y. Su, H. Tan, Y. Wang, Q. Huang, H. Wang, J. Wang, M. Kubo, Z. Ni, Y. Kong, S. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 3994.

[75] J. Timoshenko, B. R. Cuenya, Chem. Rev. 2020, 121, 882.

[76] J. Du, S. Xu, L. Sun, F. Li, Chem. Commun. 2019, 55, 14773.

[77] A. Karmakar, B. B. Kamble, R. Madhu, P. Gudlur, S. Kundu, J. Mater. Chem. A 2023, 11, 26023.

[78] S. Dou, C. Dong, Z. Hu, Y. Huang, J. Chen, L. Tao, D. Yan, D. Chen, S. Shen, S. Chou, S. Wang, Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702546.

[79] C. Zhu, K. Wang, T. Lei, T. Xiao, L. Liu, Mater. Lett. 2018, 216, 243.

[80] X. Fang, L. Jiao, R. Zhang, H.-L. Jiang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 23852.

[81] M. Jahan, Z. Liu, K. P. Loh, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5363.

[82] W. Fang, J. Wang, Y. Hu, X. Cui, R. Zhu, Y. Zhang, C. Yue, J. Dang, W. Cui, H. Zhao, Electrochim. Acta 2021, 365, 137384.

[83] K. Srinivas, Y. Lu, Y. Chen, W. Zhang, D. Yang, ACS Sustain. Chem. Eng. 2020, 8, 3820.

[84] Q. Yuan, Y. Yu, Y. Gong, X. Bi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 3592.

[85] C. Qiang, M. Liu, L. Zhang, Z. Chen, Z. Fang, Inorg. Chem. 2021, 60, 3439.

[86] S. Khan, T. Noor, N. Iqbal, E. Pervaiz, L. Yaqoob, RSC Adv. 2023, 13, 24973.

[87] K. Biradha, A. Ramanan, J. J. Vittal, Cryst. Growth Des. 2009, 9, 2969.

[88] N. Li, R. Feng, J. Zhu, Z. Chang, X.-H. Bu, Coord. Chem. Rev. 2018, 375, 558.

[89] Y. Hai, L. Liu, Y. Gong, Inorg. Chem. 2021, 60, 5140.

[90] Q. Y. Li, L. Zhang, Y. X. Xu, Q. Li, H. Xue, H. Pang, ACS Sustain. Chem. Eng. 2019, 7, 5027.

[91] M. Martin-Sabi, J. Soriano-López, R. S. Winter, J.-J. Chen, L. Vilà-Nadal, D.-L. Long, J. R. Galán-Mascarós, L. Cronin, Nat. Catal. 2018, 1, 208.

[92] C. Shi, M. Wan, Z. Hou, X. Qian, H. Che, Y. Qin, J. Jing, J. Li, F. Ren, B. Yu, Polym. Degrad. Stab. 2022, 204, 110119.

[93] H. Zou, B. He, P. Kuang, J. Yu, K. Fan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 22311.

[94] L. Hu, R. Xiao, X. Wang, X. Wang, C. Wang, J. Wen, W. Gu, C. Zhu, Appl. Catal. Environ. 2021, 298, 120599.

[95] W.-J. Dang, Y.-Q. Shen, M. Lin, H. Jiao, L. Xu, Z.-L. Wang, J. Alloys Compd. 2019, 792, 69.

[96] B. Y. Xia, Y. Yan, N. Li, H. B. Wu, X. W. D. Lou, X. Wang, Nat. Energy 2016,

[97] M. Bhosale, N. Murugan, Y. A. Kim, S. Thangarasu, T. Oh, Small Methods 2025, 9, 2401492.

[98] J. Liu, Y. Xie, Y. Nan, G. Gou, X. Li, Y. Fang, X. Wang, Y. Tang, H. Yang, J. Ma, Electrochim. Acta 2017, 257, 233.

[99] W. Peng, G. Zheng, Y. Wang, S. Cao, Z. Ji, Y. Huan, M. Zou, X. Yan, Int. J. Hydrogen Energy 2019, 44, 19782.

[100] X. Li, Y. Fang, X. Lin, M. Tian, X. An, Y. Fu, R. Li, J. Jin, J. Ma, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 17392.

[101] Y. Fang, X. Li, F. Li, X. Lin, M. Tian, X. Long, X. An, Y. Fu, J. Jin, J. Ma, J. Power Sources 2016, 326, 50.

[102] S. Liu, X. Chen, S. Wang, Z. Yang, J. Gao, P. Zhu, X. Zhao, G. Wang, Electrochim. Acta 2018, 292, 707.

[103] S. Sohrabi, S. Dehghanpour, M. Ghalkhani, J. Mater. Sci. 2018, 53, 3624.

[104] L. Yaqoob, T. Noor, N. Iqbal, H. Nasir, M. Sohail, N. Zaman, M. Usman, Renew. Energy 2020, 156, 1040.

[105] S. L. Pasarakonda, S. Ponnada, D. B. Gorle, R. S. C. Bose, A. Palariya, M. S. Kiai, H. B. Gandham, M. Kathiresan, R. K. Sharma, A. Nowduri, New J. Chem. 2023, 47, 725.

[106] Y. Xiao, B. Guo, J. Zhang, C. Hu, R. Ma, D. Wang, J. Wang, Dalton Trans. 2020, 49, 5730.

[107] K. Jayaramulu, J. Masa, O. Tomanec, D. Peeters, V. Ranc, A. Schneemann, R. Zboril, W. Schuhmann, R. A. Fischer, Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1700451.

[108] Y. Chen, N. Huang, Y. Liang, Ionics 2021, 27, 4347.

[109] M. Huang, W. Liu, L. Wang, J. Liu, G. Chen, W. You, J. Zhang, L. Yuan, X. Zhang, R. Che, Nano Res. 2020, 13, 810.

[110] R. Abazari, S. Sanati, A. Morsali, Inorg. Chem. 2022, 61, 3396.

[111] F. Wen, L. Pang, T. Zhang, X. Huang, Y. Xu, Y. Li, Int. J. Hydrogen Energy 2023, 48, 33525.

[112] H. Hayat, T. Noor, N. Iqbal, R. Ahmed, N. Zaman, Y. Huang, J. Environ. Chem. Eng. 2023, 11, 109627.

[113] A. Shakoor Sabir, E. Pervaiz, U. Sohail, Energy Tech 2024, 12, 2300834.

[114] M. N. Ansari, S. Manzoor, A. R. Khan, A. G. Abid, E.-S. M. Sherif, M. Z. Ansari, M. Alamgeer, N. Ahmad, S. A. Khan, H. M. T. Farid, Chem. Pap. 2023, 77, 6459.

[115] Y. Guo, Q. Huang, J. Ding, L. Zhong, T.-T. Li, J. Pan, Y. Hu, J. Qian, S. Huang, Int. J. Hydrogen Energy 2021, 46, 22268.

[116] Y. Ma, X. Dai, M. Liu, J. Yong, H. Qiao, A. Jin, Z. Li, X. Huang, H. Wang, X. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 34396.

[117] L. Zhao, X. Kuang, Z. Liu, Y. Hou, Z. Wang, Q. Wei, J. Y. Lee, B. Kang, ChemNanoMat 2019, 5, 1170.

[118] K. M. Nair, G. Aruchamy, S. Thangavelu, J. Electroanal. Chem. 2024, 952, 117968.

[119] Y. Wen, Z. Wei, C. Ma, X. Xing, Z. Li, D. Luo, Nano 2019, 9, 775.

[120] L. Zhao, B. Dong, S. Li, L. Zhou, L. Lai, Z. Wang, S. Zhao, M. Han, K. Gao, M. Lu, X. Xie, B. Chen, Z. Liu, X. Wang, H. Zhang, H. Li, J. Liu, H. Zhang, X. Huang, W. Huang, ACS Nano 2017, 11, 5800.

[121] M. Murtaza, K. Farooq, W. A. Shah, A. Waseem, Fuel 2025, 394, 135095.

[122] L. He, J. Liu, B. Hu, Y. Liu, B. Cui, D. Peng, Z. Zhang, S. Wu, B. Liu, J. Power Sources 2019, 414, 333.

[123] H. Zong, R. Qi, K. Yu, Z. Zhu, Electrochim. Acta 2021, 393, 139068.

[124] D. Han, K. Huang, X. Li, M. Peng, L. Jing, B. Yu, Z. Chen, D. Qin, RSC Adv. 2019, 9, 33890.

[125] Y. Gong, H.-F. Shi, Z. Hao, J.-L. Sun, J.-H. Lin, Dalton Trans. 2013, 42, 12252.

[126] K. Maity, K. Bhunia, D. Pradhan, K. Biradha, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 37548.

[127] Z. Gao, Z. W. Yu, F. Q. Liu, Y. Yu, X. M. Su, L. Wang, Z. Z. Xu, Y. L. Yang, G. R. Wu, X. F. Feng, F. Luo, Inorg. Chem. 2019, 58, 11500.

[128] Q. Zha, F. Yuan, G. Qin, Y. Ni, Inorg. Chem. 2020, 59, 1295.

[129] J.-W. Tian, Y.-P. Wu, Y.-S. Li, J.-H. Wei, J.-W. Yi, S. Li, J. Zhao, D.-S. Li, Inorg. Chem. 2019, 58, 5837.

[130] S. K. Konavarapu, D. Ghosh, A. Dey, D. Pradhan, K. Biradha, Chem. Eur. J. 2019, 25, 11141.

[131] V. Maruthapandian, S. Kumaraguru, S. Mohan, V. Saraswathy, S. Muralidharan, ChemElectroChem 2018, 5, 2795.

[132] B. M. Pires, P. L. Dos Santos, V. Katic, S. Strohauer, R. Landers, A. L. B. Formiga, J. A. Bonacin, Dalton Trans. 2019, 48, 4811.

[133] X.-F. Lu, P.-Q. Liao, J.-W. Wang, J.-X. Wu, X.-W. Chen, C.-T. He, J.-P. Zhang, G.-R. Li, X.-M. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8336.

[134] S. Gutiérrez-Tarriño, J. L. Olloqui-Sariego, J. J. Calvente, M. Palomino, G. Mínguez Espallargas, J. L. Jordá, F. Rey, P. Oña-Burgos, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 46658.

[135] Q. Ruan, D. Li, C. Wu, C. Huang, P. K. Chu, EcoEnergy 2024, 2, 268.

[136] H. Yin, S. Su, D. Yao, L. Wang, X. Liu, T. T. Isimjan, X. Yang, D. Cai, Inorg. Chem. Front. 2024, 11, 2489.

[137] T. Yang, Z. Zhang, F. Tan, H. Liu, X. Li, H. Wang, Q. Yang, Catalysts 2025,

[138] A. Gaur, V. Pundir, A. Singh, T. Maruyama, C. Bera, V. Bagchi, Sustain. Energy Fuels 2021, 5, 5505.

[139] X. Lyu, A. Serov, Ind. Chem. Mater. 2023, 1, 475.

[140] P. Deng, R. Xue, J. Lu, P. Tsiakaras, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2405749.

[141] J. Kim, J. H. Seo, J. K. Lee, M. H. Oh, H. W. Jang, Energy Mater. 2025, 5, 500076.

[142] S. Khatun, H. Hirani, P. Roy, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 74.

[143] D. Kim, W. Zu, C. Lam Kwok, L. Y. S. Lee, ChemCatChem 2024, 16, e202400125.

[144] H. Komiya, K. Obata, T. Honma, K. Takanabe, J. Mater. Chem. A 2024, 12, 3513.

[145] M. Xiao, C. Wu, J. Zhu, C. Zhang, Y. Li, J. Lyu, W. Zeng, H. Li, L. Chen, S. Mu, Nano Res. 2023, 16, 8945.

[146] Y. Chen, L. Shen, C. Wang, S. Feng, N. Zhang, K. Zhang, B. Yang, Chem. Eng. J. 2022, 430, 132632.

[147] H. Wang, L. Chen, L. Tan, X. Liu, Y. Wen, W. Hou, T. Zhan, J. Colloid Interface Sci. 2022, 613, 349.

[148] T. S. Fathima, A. Ghosh, S. Ramaprabhu, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 90, 546.

[149] S. Jin, X. Liu, J. Cao, M. Wei, Y. Chen, X. Li, Q. Wu, B. Feng, M. Han, D. Jin, Z. Dong, X. Liu, H. Liu, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 61, 329.

[150] X. Wang, X. Han, R. Du, C. Xing, X. Qi, Z. Liang, P. Guardia, J. Arbiol, A. Cabot, J. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 41924.

[151] P. Thangasamy, T. G. Vo, R. Venkatramanan, Y. T. Ng, J. Gao, Y. Liu, Inorg. Chem. 2025, 64, 5586.

[152] Y. Cheng, Y. Luo, Y. Zheng, J. Pang, Int. J. Hydrogen Energy 2022, 47, 35655.

[153] Y. Bao, H. Ru, Y. Wang, K. Zhang, R. Yu, Q. Wu, A. Yu, D. Li, C. Sun, W. Li, J. Tu, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2314611.

[154] J. Liu, J. Yang, Y. Song, J. Sun, Y. Tian, Q. Chen, X. Zhang, L. Zhang, J. Colloid Interface Sci. 2023, 643, 17.

[155] Z. Xu, W. Sun, W. Wang, Y. Lou, J. Chen, Inorg. Chem. Commun. 2025, 182, 115382.

[156] J. Yang, Y. Shen, J. Xian, R. Xiang, G. Li, Chem. Sci. 2025, 16, 685.

[157] G. Zuo, Z. Li, C. Wang, L. Guo, Y. Wang, J. Colloid Interface Sci. 2025, 700, 138647.

[158] Z. Wang, X. Jing, Q. Zhang, H. Zhu, S. Zhu, J. Colloid Interface Sci. 2025, 700, 138601.

[159] J. Linke, T. Rohrbach, M. Ranocchiari, T. J. Schmidt, E. Fabbri, Curr. Opin. Electrochem. 2021, 30, 100845.

[160] S. Singha Roy, S. Nagappan, A. K. Satheesan, A. Karmakar, S. Kundu, J. Phys. Chem. C 2024, 128, 13634.

[161] X. Wei, Y. Wang, Y. Wang, Y. Chai, N. Liu, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 58, 1240.

[162] Q. He, H. Hu, Y. Shao, D. Tang, Z. Zhao, J. Colloid Interface Sci. 2022, 607, 1944.

[163] Z. Huang, Z. Wang, H. Rabl, S. Naghdi, Q. Zhou, S. Schwarz, D. H. Apaydin, Y. Yu, D. Eder, Nat. Commun. 2024, 15, 9393.

[164] X. Ma, L. Schröck, G. Gao, Q. Ai, M. Zarrabeitia, C. Liang, M. Z. Hussain, R. Khare, K.-T. Song, D. J. Zheng, M. Koch, I. E. L. Stephens, S. Hou, Y. Shao-Horn, J. Warnan, A. S. Bandarenka, R. A. Fischer, ACS Catal. 2024, 14, 15916.

[165] Y. Dai, Y. Li, X. Ge, X. Fu, Y. Feng, X. Chen, Langmuir 2024, 40, 17815.

[166] R. Yu, C. Wang, D. Liu, X. Wang, J. Yin, Y. Du, Inorg. Chem. 2023, 62, 609.

[167] J. Letwaba, U. O. Uyor, M. L. Mavhungu, N. O. Achuka, P. A. Popoola, RSC Adv. 2024, 14, 14233.

[168] S. Chen, L. Ma, Z. Huang, G. Liang, C. Zhi, Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 100729.

[169] S. Chen, F. Farzinpour, N. Kornienko, Chem 2025, 11, 102575.

[170] H. Koshikawa, H. Murase, T. Hayashi, K. Nakajima, H. Mashiko, S. Shiraishi, Y. Tsuji, ACS Catal. 2020, 10, 1886.

[171] H. A. Alburaih, S. Manzoor, M. Abdullah, M. N. Ashiq, S. Aman, S. V. Trukhanov, T. I. Zubar, Z. Sun, T. A. Taha, A. V. Trukhanov, RSC Adv. 2023, 13, 8736.

[172] F. Sun, Z. Li, H. Xu, Y. Fu, H. Li, Y. Yao, L. Ren, X. He, Y. Li, R. Yang, N. Zhang, Z. Hu, T. Ma, J. Zou, Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2400875.

[173] T. Chen, Z. Tan, H. Xu, J. Zhang, L. Chen, Z. Huang, H. Pang, Adv. Funct. Mater. 2025,

[174] Y.-Q. Zhang, M. Liu, L.-T. Zhang, N. Lu, X. Wang, Z.-G. Li, X.-H. Zhang, N. Li, X.-H. Bu, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2412406.

[175] S. Zhao, C. Tan, C.-T. He, P. An, F. Xie, S. Jiang, Y. Zhu, K.-H. Wu, B. Zhang, H. Li, Nat. Energy 2020, 5, 881.

[176] D. A. Kuznetsov, B. Han, Y. Yu, R. R. Rao, J. Hwang, Y. Román-Leshkov, Y. Shao-Horn, Joule 2018, 2, 225.

[177] F. Song, L. Bai, A. Moysiadou, S. Lee, C. Hu, L. Liardet, X. Hu, F. Song, L. Bai, A. Moysiadou, S. Lee, C. Hu, L. Liardet, X. Hu, F. Song, L. Bai, A. Moysiadou, S. Lee, C. Hu, L. Liardet, X. Hu, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7748.

[178] H. Zhang, J. Nai, L. Yu, X. W. D. Lou, Joule 2017, 1, 77.

[179] Q. Shi, C. Zhu, D. Du, Y. Lin, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 3181.

[180] L. Lv, Z. Yang, K. Chen, C. Wang, Y. Xiong, Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1803358.

[181] Y. An, X. Lv, W. Jiang, L. Wang, Y. Shi, X. Hang, H. Pang, Green Chem. Eng. 2024, 5, 187.

[182] X.-J. Kong, J.-R. Li, Engineering 2021, 7, 1115.

[183] Z.-W. Huang, K.-Q. Hu, L. Mei, C.-Z. Wang, Y.-M. Chen, W.-S. Wu, Z.-F. Chai, W.-Q. Shi, Inorg. Chem. 2021, 60, 651.

[184] P. Zhou, J. Lv, X. Huang, Y. Lu, G. Wang, Coord. Chem. Rev. 2023, 478, 214969.

[185] R. Wei, X. Liu, A. B. Ibragimov, J. Gao, Inform. Funct. Mater. 2024, 1, 181.

[186] Y. Li, Y. Deng, D. Liu, Q. Ji, X. Cai, Mater. Chem. Front. 2024, 8, 880.

[187] K. Jayaramulu, S. Mukherjee, D. M. Morales, D. P. Dubal, A. K. Nanjundan, A. Schneemann, J. Masa, S. Kment, W. Schuhmann, M. Otyepka, R. Zbořil, R. A. Fischer, Chem. Rev. 2022, 122, 17241.

[188] Y.-T. Yan, L. Ge, Y.-L. Wu, W. Cai, P.-F. Tang, W.-Y. Zhang, Y.-Y. Wang, New J. Chem. 2022, 46, 18996.

[189] G. Bae, H. Kim, H. Choi, P. Jeong, D. H. Kim, H. C. Kwon, K.-S. Lee, M. Choi, H.-S. Oh, F. Jaouen, C. H. Choi, JACS Au 2021, 1, 586.

[190] A. E. Baumann, D. A. Burns, B. Liu, V. S. Thoi, Commun. Chem. 2019, 2, 86.

[191] Y. Chen, P. Liao, K. Jin, Y. Zheng, H. Shao, G. Li, Inorg. Chem. Front. 2023, 10, 6489.

[192] Q. Qi, C. Zhang, J. Hu, Coord. Chem. Rev. 2025, 522, 216235.

[193] G. A. McCarver, T. Rajeshkumar, K. D. Vogiatzis, Coord. Chem. Rev. 2021, 436, 213777.

[194] J. G. Vos, Z. Liu, F. D. Speck, N. Perini, W. Fu, S. Cherevko, M. T. M. Koper, ACS Catal. 2019, 9, 8561.

[195] M. Zlatar, D. Escalera-López, M. G. Rodríguez, T. Hrbek, C. Götz, R. M. Joy, A. Savan, H. P. Tran, H. N. Nong, P. Pobedinskas, V. Briega-Martos, A. Hutzler, T. Böhm, K. Haenen, A. Ludwig, I. Khalakhan, P. Strasser, S. Cherevko, ACS Catal. 2023, 13, 15375.

[196] A. Vazhayil, L. Vazhayal, J. Thomas, N. Thomas, Appl. Surf. Sci. Adv. 2021, 6, 100184.

[197] M. Ďurovič, J. Hnát, K. Bouzek, J. Power Sources 2021, 493, 229708.

[198] S. Lee, Y. Ji, G. Doo, M. Kim, J. Shin, C. Kim, M. H. Han, W. H. Lee, J. H. Lee, Y. Kwak, Chem. Eng. J. 2025, 509, 161533.

[199] S. Kiran, G. Yasmeen, Z. Shafiq, A. Abbas, S. Manzoor, D. Hussain, R. A. Pashameah, E. Alzahrani, A. K. Alanazi, M. N. Ashiq, Fuel 2023, 331, 125881.

[200] Y. Liu, Z. Wei, S. Wu, S. Qiao, H. Zhou, Int. J. Hydrogen Energy 2023, 48, 34330.

[201] Y. Choi, D. Kim, L. Lin, B. Yan, H. Hong, X. Qin, Y. Piao, Electrochim. Acta 2021, 389, 138637.

[202] S. Yu, Y. Wu, Q. Xue, J.-J. Zhu, Y. Zhou, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 4936.

[203] S. Gopi, A. Panda, A. G. Ramu, J. Theerthagiri, H. Kim, K. Yun, Int. J. Hydrogen Energy 2022, 47, 42122.

[204] L. Jiao, Y.-X. Zhou, H.-L. Jiang, Chem. Sci. 2016, 7, 1690.

[205] A. Xie, J. Du, F. Tao, Y. Tao, Z. Xiong, S. Luo, X. Li, C. Yao, Electrochim. Acta 2019, 305, 338.

[206] L. Yan, H. Jiang, Y. Xing, Y. Wang, D. Liu, X. Gu, P. Dai, L. Li, X. Zhao, J. Mater. Chem. A 2018, 6, 1682.

[207] Y. Wang, B. Liu, X. Shen, H. Arandiyan, T. Zhao, Y. Li, M. Garbrecht, Z. Su, L. Han, A. Tricoli, C. Zhao, Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2170063.

[208] S. Kumaravel, B. Avula, C. Chandrasatheesh, T. Niyitanga, R. Saranya, I. Hasan, T. Abisheik, R. S. Rai, V. Pandiyan, K. Balu, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2024, 310, 123972.

[209] N. G. Balasubramaniyan, N. P. S. Chauhan, P. Perumal, J. Electroanal. Chem. 2025, 978, 118899.

[210] G. John, T. Susikumar, M. Navaneethan, P. J. Jesuraj, Electrochim. Acta 2024, 508, 145258.

[211] M. Fiaz, N. Carl, M. Kashif, M. A. Farid, N. N. Riaz, M. Athar, RSC Adv. 2022, 12, 32110.

[212] M. Salman, H. Qin, Z. Ji, H. Zhou, X. Shen, H. Zhou, G. Zhu, A. Yuan, J. Power Sources 2025, 644, 237085.

[213] K. Farooq, Z. Yang, M. Murtaza, M. A. Naseeb, A. Waseem, Y. Zhu, Y. Xia, Adv. Energy Sustainability Res. 2025, 6, 2400400.

[214] S. Raza, A. Ur Rehman, C. Chen, T. Zhao, A. Hayat, T. Bashir, L. Shen, Y. Orooji, H. Lin, J. Mater. Chem. A 2025, 13, 4390.

[215] J. Jiang, C. Xi, Y. Zhao, Y. Zhu, K. Hu, Y. Wang, S. Wang, Z. Zhang, S. Han, ACS Catal. 2025, 15, 2561.

[216] Y.-T. Kao, C. Young, Int. J. Hydrogen Energy 2025, 100, 704.

[217] T. Fang, J. Ma, Y. Dai, J. Gou, X. Li, C. Li, J. Tong, ACS Appl. Nano Mater. 2025, 8, 3519.

[218] J. Du, X. Liu, Y. Wu, X. Wei, Z. Wu, J. Jia, H. Li, B. Li, K. Wu, J. Mater. Chem. C 2025, 13, 14982.

[219] R. Zhu, J. Ding, Y. Xu, J. Yang, Q. Xu, H. Pang, Small 2018, 14, 1803576.

[220] P. M. Usov, S. R. Ahrenholtz, W. A. Maza, B. Stratakes, C. C. Epley, M. C. Kessinger, J. Zhu, A. J. Morris, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 16818.

[221] J. Jiang, L. Huang, X. Liu, L. Ai, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 7193.

[222] X. Zhao, B. Pattengale, D. Fan, Z. Zou, Y. Zhao, J. Du, J. Huang, C. Xu, ACS Energy Lett. 2018, 3, 2520.

[223] J. Hu, A. Al-Salihy, B. Zhang, S. Li, P. Xu, Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 15405.

[224] Y. Zhou, R. Abazari, J. Chen, M. Tahir, A. Kumar, R. R. Ikreedeegh, E. Rani, H. Singh, A. M. Kirillov, Coord. Chem. Rev. 2022, 451, 214264.

[225] P. D. Patil, N. Gargate, M. S. Tiwari, S. S. Nadar, Coord. Chem. Rev. 2025, 531, 216519.

[226] H. Wu, S. Huang, F. Ding, Y. Ma, Q. Zhai, Y. Ren, Y. Yang, L. Chen, S. Tang, X. Meng, J. Phys. Chem. C 2022, 126, 19715.

[227] W. Zhang, X. Liu, H. Zheng, S. Zhang, F. Gao, S. Zheng, Y. Zhang, X. Zhang, A. Yuan, X. Zheng, J. Colloid Interface Sci. 2025, 679, 1021.

[228] H. Zhou, J. Ban, Y. Shen, Y. Ning, S. Zhang, F. Liu, G. Cao, G. Shao, S. R. P. Silva, J. Hu, eScience 2025, 5, 100380.

[229] W. Huang, J. Li, X. Liao, R. Lu, C. Ling, X. Liu, J. Meng, L. Qu, M. Lin, X. Hong, X. Zhou, S. Liu, Y. Zhao, L. Zhou, L. Mai, Adv. Mater. 2022, 34, 2200270.

[230] X. Wang, Z. Peng, W. Zhou, X. Chen, Y. Tan, Y. Huang, Z. Liu, W. Deng, H. Wu, Angew. Chem. 2025, 137, e202504148.

[231] S. Lee, Y. Shin, K. Yeom, J. Shim, Y. E. Sung, Adv. Ind. Eng. Chem. 2025, 1, 2.

[232] Y. Guo, S. Li, W. Abebe, J. Wang, L. Shi, D. Liu, S. Zhao, Chin. J. Catal. 2024, 67, 21.

[233] S. Hirai, S. Yagi, A. Seno, M. Fujioka, T. Ohno, T. Matsuda, RSC Adv. 2015, 6, 2019.

[234] Z.-Y. Liu, J.-J. Ge, J.-M. Hu, Inorg. Chem. Front. 2025, 12, 6246.

[235] W. Gu, M. Wu, J. Xu, T. Zhao, Int. J. Hydrogen Energy 2022, 47, 17224.

[236] A. Badreldin, A. E. Abusrafa, A. Abdel-Wahab, ChemSusChem 2021, 14, 10.

[237] J. Łuczak, M. Kroczewska, M. Baluk, J. Sowik, P. Mazierski, A. Zaleska-Medynska, Adv. Colloid Interface Sci. 2023, 314, 102864.

[238] L. Li, H. Tu, J. Wang, M. Wang, W. Li, X. Li, F. Ye, Q. Guan, F. Zhu, Y. Zhang, Y. Hu, C. Yan, H. Lin, M. Liu, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2212499.

[239] Q. Guan, Q. Zhuang, W. Xu, Y. Zhang, S. Cheng, J. Zhang, M. Liu, H. Lin, J. Wang, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2506397.

[240] M. Wang, R. Li, S. Sheng, H. Yang, X. Tang, J. Wang, F. Wang, Q. Zhang, L. Bai, X. Chen, J. Gao, X. Ren, H. Liu, J. Su, Nano Today 2025, 63, 102753.

[241] Z.-X. Yuan, Y. Gao, S.-Q. Li, J. Xuan, X.-Y. Sheng, F. Zhang, Y. Zheng, P. Chen, eScience 2025, 5, 100375.

[242] Y. Li, W. Wang, M. Cheng, Y. Feng, X. Han, Q. Qian, Y. Zhu, G. Zhang, Adv. Mater. 2023, 35, 2206351.

[243] Q. Qian, Y. Li, Y. Liu, L. Yu, G. Zhang, Adv. Mater. 2019, 31, 1901139.

[244] Q. Qian, Y. Li, Y. Liu, G. Zhang, Appl. Catal. Environ. 2020, 266, 118642.

[245] J. Linke, T. Rohrbach, A. H. Clark, M. Andrzejewski, N. P. M. Casati, E. Meade, M. Wojtas, M. Ranocchiari, T. J. Schmidt, E. Fabbri, SusMat 2025, 5, e70009.

[246] Š. Kment, A. Bakandritsos, I. Tantis, H. Kmentová, Y. Zuo, O. Henrotte, A. Naldoni, M. Otyepka, R. S. Varma, R. Zbořil, Chem. Rev. 2024, 124, 11767.

[247] J. Luo, H. Chand, R. Luque, A. M. Balu, G. Vilé, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2424514.

Rights & permissions

2026 The Author(s). Energy & Environmental Materials published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Zhengzhou University.