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由于強酸性環境進行OER電催化反應具有非常強的氧化性，導致發展用于聚合物膜電解器件的高性能OER電催化劑非常困難。最近人們通過理論計算發現通過降低Ir-O配位數目的方式能夠降低電催化OER反應的決速步能壘，從而加快OER電催化反應速率。

有鑒于此，湖南大學王雙印、陳如等對模型催化劑進行降低Ir-O配位數目，合成了低配位數目的IrO_x電催化劑，在PEM電解槽實現了持久的優異OER電催化性能。

主要內容

（1）

對市售金紅石晶相IrO₂進行plasma處理修飾缺陷，原位XAS分析與DFT理論計算發現，研究降低配位數目能夠提高催化活性。基于理論模型研究的結果，設計了一系列低配位Ir催化劑催化活性，在酸性電解液進行OER，10 mA cm^-2電流密度的過電勢為231 mV，催化劑的持久時間達到100 h。

（2）

催化劑能夠在非常低的電壓構筑PEM電解槽，1 A cm^-2電流密度的電壓僅為1.72 V，而且具有優異的穩定性，1200 h未見性能衰減。這項工作說明低配位數目對催化劑起到的獨特作用，為設計PEM的產氧Ir催化劑提供幫助。

參考文獻

Hongmei Gao, Zhaohui Xiao, Shiqian Du, Tianyang Liu, Yu-Cheng Huang, Jianqiao Shi, Yanwei Zhu, Gen Huang, Bo Zhou, Yongmin He, Chung-Li Dong, Yafei Li, Ru Chen,* ShuangyinWang*, Reducing the Ir–O Coordination Number in Anodic Catalysts based on IrOx Nanoparticles towards Enhanced Proton-exchange-membrane Water Electrolysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202313954

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202313954