OER反應過程能夠對許多電催化反應提供質子，包括水分解制氫、CO2合成甲醇。Ir的氧氫氧化物（IOH）是優異的OER電催化劑，因為Ir的氧氫氧化物能夠很好的平衡穩定性和催化活性。IOH的這種穩定性和催化活性的平衡是通過原子結構改變而實現的。無定形IOH具有最好的結構變化能力，但是無定形IOH的穩定性較低。這個現象與晶體化IOH材料恰好相反。IOH材料的這些特點能夠用于設計和減少IOH催化劑的用量，但是目前人們對于原子尺度這種催化劑的活性和穩定性的關系并不清楚，因此阻礙了人們進一步對IOH催化劑設計。
有鑒于此，馬克斯·普朗克學會弗里茨·哈伯研究所Lorenz J. Falling教授、Travis E. Jones教授等報道通過文獻報道和這項研究的各種IOH材料，提出了IOH催化劑的設計策略。
本文要點
（1）
選取IrOOH納米片作為研究對象，IrOOH納米片具有優異的催化劑使用效率和可預測的結構。發現IrOOH的晶體化學穩定性比無定形的穩定性更高。晶體結構IrOOH納米片具有密集的金字塔型3價氧（μ3Δ-O），從而保證結構穩定，同時能夠可逆的還原，避免在還原電勢發生結構坍塌。
（2）
與其他IOH材料以及文獻報道材料進行比較，驗證了這種普適性的發現。作者提出了合成的簡單規則，能夠通過原子結構模型預測IOH的穩定性和反應活性。這項工作得到的規律有助于原子尺寸設計新型OER電催化劑。
參考文獻
Lorenz J. Falling*, Woosun Jang, Sourav Laha, Thomas G?tsch, Maxwell W. Terban, Sebastian Bette, Rik Mom, Juan-Jesús Velasco-Vélez, Frank Girgsdies, Detre Teschner, Andrey Tarasov, Cheng-Hao Chuang, Thomas Lunkenbein, Axel Knop-Gericke, Daniel Weber, Robert Dinnebier, Bettina V. Lotsch, Robert Schl?gl, and Travis E. Jones*, Atomic Insights into the Competitive Edge of Nanosheets Splitting Water, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c10312
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c10312
