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Ir基電催化劑通常被認(rèn)為是唯一的酸性穩(wěn)定的PEMWE的OER電催化劑，但是這個(gè)反應(yīng)的多種中間體受到線性標(biāo)度關(guān)系（LSR）的影響，因此阻礙活性的進(jìn)一步增強(qiáng)。

有鑒于此，湖南師范大學(xué)蘇徽教授、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉慶華教授、黃河科技學(xué)院Donghai Wu等報(bào)道通過(guò)摻雜策略向IrO₂引入壓縮應(yīng)力和氧空穴，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的酸性O(shè)ER性能。

本文要點(diǎn)：

（1）

原位同步輻射表征結(jié)果表明壓縮應(yīng)力增強(qiáng)Ir-O共價(jià)性，降低Ir-Ir化學(xué)鍵的距離，氧空位（O_v）作為嗲子調(diào)節(jié)器導(dǎo)致水分子在Ir和相鄰O_v（Ir-O_v）位點(diǎn)快速吸附，因此直接*O-O*中間體偶聯(lián)。重要的是，以O(shè)ER反應(yīng)作為模型，發(fā)新壓縮應(yīng)力/氧空穴和OER電流之間形成火山性變化。

（2）

理論計(jì)算結(jié)果表明Ni摻雜能夠調(diào)節(jié)Ir 5d軌道和O 2p軌道中心的位置，增加Ir 5d和O 2p軌道之間重疊，形成連續(xù)的金屬位點(diǎn)-氧空穴協(xié)同路線（MS-O_vSM），因此打破了OER電催化反應(yīng)的中間體LSR標(biāo)度關(guān)系。因此，使用T-0.24Ni/IrO₂構(gòu)筑PEMWE器件實(shí)現(xiàn)500 mA cm^-2電流密度，并且穩(wěn)定工作500 h。

參考文獻(xiàn)

Meihuan Liu, Xiaoyan Zhong, Xiaoxia Chen, Donghai Wu, Chenyu Yang, Shiyu Li, Chudi Ni, Yiwen Chen, Qinghua Liu, Hui Su, Unraveling Compressive Strain and Oxygen Vacancy Effect of Iridium Oxide for Proton-Exchange Membrane Water Electrolyzers, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202501179

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202501179