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OER反應具有緩慢的4e^-轉移過程，因此需要具有催化活性優異的催化劑提高OER反應的動力學。范德華層狀氧化物是催化劑設計的理想材料，但是在酸性條件下實現穩定的OER仍是較大的障礙。摻雜是同時提高活性和穩定性的關鍵途徑。但是，在范德華層狀氧化物中摻雜仍然具有非常大的挑戰，這是因為很容易導致晶格畸變甚至晶體結構受損。

有鑒于此，蘇州大學路建美教授、李有勇教授、邵琪副研究員等通過堿輔助熱處理法（alkali-assisted thermal method）成功的將耐酸環境的Nb摻雜到范德華層狀共邊的1T晶相氧化銥（1T-IrO₂），提高OER催化活性和穩定性。

本文要點：

（1）

鈮摻雜量為5 %的1T-IrO₂（Nb_0.05Ir_0.95O₂）在0.5 M H₂SO₄中僅需191 mV的過電位就能達到10 mA cm^-2的電流密度，比1T-IrO₂低56 mV。當應用于質子交換膜水電解槽時，Nb_0.05Ir_0.95O₂在1.7 V的電壓下可實現1.2 A cm^-2的電流密度，而且穩定工作時間長達50天。

（2）

DFT理論計算表明，摻雜Nb導致反應的決速步驟從1T-IrO₂的OOH去質子化過程轉變為Nb_0.05Ir_0.95O₂的O-OH偶聯反應。

參考文獻

Jia Ke, Wenxiang Zhu, Yujin Ji, Jinxin Chen, Chenchen Li, Yue Wang, Qun Wang, Wei-Hsiang Huang, Zhiwei Hu, Youyong Li, Qi Shao, Jianmei Lu, Optimizing Acidic Oxygen Evolution Reaction via Modulation Doping in Van der Waals Layered Iridium Oxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202422740

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202422740