2D Co‐Mo‐Hydroxide‐Based Multifunctional Material for the Development of H <sub>2</sub> ‐Based Clean Energy Technologies

D Daniel Muñoz‐Gil (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) C Celia Castillo‐Blas (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain) D Dawid Krystian Feler (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) I Isabel Gómez‐Recio (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) M Miguel Tinoco (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) A Ana Querejeta‐Fernández (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) R Rodrigo González‐Prieto (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) F Felipe Gándara (Materials Science Institute of Madrid, CSIC, Sor Juana Inés de la Cruz 3, Madrid 28049, Spain) R Romualdo Santos Silva Jr (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain) P Pilar Ferrer C Carlos Prieto (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain) L Luc Lajaunie (Departamento de Ciencia de Los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica, Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Río San Pedro S/N, Puerto Real, Cádiz 11510, Spain) J José Luis Martinez‐Peña (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain) M María Luisa Ruiz‐González (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain) J José María González‐Calbet (Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain)

Abstract

Abstract Layered double hydroxides (LDH) based on transition metals are highly flexible in tailoring their dimensionality, lattice, and electronic structures, making them promising candidates as multifunctional 2D materials for the development of clean energy technologies and boosting the use of hydrogen as an energy vector. In this paper, strategic anion substitution in cobalt LDH is an appealing strategy to produce a material with two‐fold functionality, electrochemical and magnetocaloric response, offering a sustainable alternative to existing electrocatalysts and cryogenic refrigerants. It is unambiguously demonstrated that (poly)oxomolybdate‐based specimens interleave in Co LDH nanosheets up to a Co:Mo = 1:0.4 ratio, leading to an interstratified material. This intercalation greatly benefits the kinetics of the oxygen evolution reaction for H 2 production, boosting the catalytic sites due to the expansion of the interlayer space, induced by the bulky molybdates which also partially modify the Co oxidation state of αCo(OH) 2 nanolayers, favoring charge transfer. In parallel, the interleaved Mo species strengthen superexchange interactions compared with pristine α‐Co(OH) 2 , effectively adjusting the operating temperature toward the liquid hydrogen range (2030 K). This specific temperature range allows to fill a critical gap in magnetocaloric materials, as few systems can simultaneously achieve both large magnetic entropy changes and structural stability.

Article Details

Volume / Issue Vol. 1, Issue 1
Published October 23, 2025
ISSN 0935-9648
Publisher Unknown Publisher

Journal Info

Advanced Materials

Unknown Publisher

ISSN: 0935-9648 Physical Sciences

Authors (15)

D

Daniel Muñoz‐Gil

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

C

Celia Castillo‐Blas

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain

D

Dawid Krystian Feler

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

I

Isabel Gómez‐Recio

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

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Miguel Tinoco

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

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Ana Querejeta‐Fernández

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

R

Rodrigo González‐Prieto

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

F

Felipe Gándara

Materials Science Institute of Madrid, CSIC, Sor Juana Inés de la Cruz 3, Madrid 28049, Spain

R

Romualdo Santos Silva Jr

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain

P

Pilar Ferrer

C

Carlos Prieto

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain

L

Luc Lajaunie

Departamento de Ciencia de Los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica, Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Río San Pedro S/N, Puerto Real, Cádiz 11510, Spain

J

José Luis Martinez‐Peña

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid 28049 Spain

M

María Luisa Ruiz‐González

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain

J

José María González‐Calbet

Departamento de Química Inorgánica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid Madrid 28040 Spain