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對于發展PEMWE體系的OER電催化劑，如何能夠在較低的Ir用量保證較高的催化活性和持久性是個巨大挑戰。

有鑒于此，中國科學院上海高等研究院楊輝、程慶慶等報道通過快速液相還原與表面置換反應結合的方法合成尺寸<2 nm的高熵合金納米粒子，這種高熵納米粒子的特點是具有Ir元素含量非常高的IrRuNiMo中熵合金氧化物殼Ir-MEO與IrRuCoNiMo高熵金屬核（HEA@Ir-MEO），這種超小尺寸的高熵合金催化劑實現優異的OER催化活性，10 mA cm^-2電流密度的過電勢為243 mV，質量活性高達261.5 A g_Ir^-1。

本文要點

（1）

通過先進的光譜表征技術，說明Ir元素含量非常高的中熵殼結構能夠避免OER催化反應過程中過渡金屬的結構變化，從而得到非常好的結構穩定性。通過原位DEMS、活化能分析以及DFT理論計算，說明HEA@Ir-MEO催化劑的OER催化反應機理為吸附物種轉化，這種機理導致決速步驟的能壘顯著降低。

（2）

將這種催化劑組裝到PEM電解槽，Ir的用量僅為0.4 mg cm^-2，并且實現優異的性能，在80 ℃電催化，1.85 V的電壓實現3.0 A cm^-2電流密度，而且在1.0 A cm^-2電流密度的穩定性>500 h，1.0 A cm^-2電流密度的能量消耗僅為3.98 kWh Nm^-3 H₂，將制氫的價格降低至每kg H₂僅為USD 0.88。

參考文獻

Longping Yao, Fengru Zhang, Shuai Yang, Hui Zhang, Yuze Li, Chenlu Yang, Hui Yang, Qingqing Cheng, Sub-2 nm IrRuNiMoCo High-Entropy Alloy with Ir-Rich Medium-Entropy Oxide Shell to Boost Acidic Oxygen Evolution, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202314049

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202314049