Abstrak Grafis
Studi ini mengeksplorasi LP nanosecond berenergi rendah untuk mengubah kerangka organik Co-metal berbentuk daun menjadi katalis karbon grafit (Co-LP) yang didoping Co@N. Dibandingkan dengan pirolisis tradisional, LP meningkatkan kinerja katalis dalam reaksi reduksi oksigen, evolusi oksigen, dan evolusi hidrogen. Katalis Co-LP-5 menunjukkan efisiensi, stabilitas, dan daya tahan yang unggul untuk reaksi elektrokatalitik multifungsi.

Abstrak
Konversi rangka logam-organik (MOF) menjadi katalis karbon terdoping logam-nitrogen (M–N–C) memerlukan proses suhu tinggi dan waktu pemrosesan lebih lama di bawah atmosfer pelindung. Studi ini menggunakan teknik pemrosesan laser nanosecond (LP) berenergi rendah untuk mengubah Co-MOF (L-Co-MOF) mirip daun 2D yang disintesis dalam air menjadi logam kobalt skala nano yang dienkapsulasi dalam matriks karbon grafit terdoping nitrogen (Co@N-gC, Co-LP) dalam waktu yang lebih singkat di bawah atmosfer udara. Proses yang diinduksi laser menghasilkan pembentukan Co@N-gC dengan ukuran partikel Co yang lebih kecil, distribusi yang seragam, dan interaksi yang lebih baik dengan pendukung karbon dibandingkan dengan proses pirolisis konvensional (CP). Katalis LP menghasilkan peningkatan aktivitas elektrokatalitik multifungsi dibandingkan katalis CP (Co-CP) karena interaksi logam-pendukung yang dapat disetel, transfer muatan yang lebih tinggi, dan keberadaan situs multiaktif. Dalam kondisi yang dioptimalkan (fluensa laser: 5,76 mJ cm −2 dan kecepatan pindai: 10 mm s −1 ), katalis Co-LP-5 menunjukkan kinerja ORR yang lebih baik, dengan potensi onset dan setengah gelombang masing-masing sebesar 0,92 dan 0,76 V. Selain itu, Co-LP-5 memberikan kinerja pemisahan air yang sangat baik, dengan kelebihan potensial OER dan HER masing-masing sebesar 380 dan 280 mV, sehingga mencapai efisiensi energi keseluruhan sebesar 77,85%. Lebih jauh lagi, Co-LP-5 menunjukkan daya tahan yang luar biasa selama 48 jam pengujian waktu nyata, mengungguli Co-CP, dan LP berenergi rendah yang diusulkan layak untuk membuat katalis multifungsi.