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質子交換膜（PEM）電解槽的陽極OER反應動力學緩慢，因此需要過電勢促進電子轉移以及化學鍵的切斷和生成。傳統的電催化反應關注于電子轉移效應，但是對于在過電勢作用下的電荷累積問題沒有深入研究。

有鑒于此，阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）張華彬教授等報道電壓作用對電荷累積的影響，將Mn摻入IrO₂調節局部電子結構和吸附。

本文要點：

（1）

施加的電壓導致催化活性位點產生動態氧化還原反應，導致電催化劑表面電荷累積。在電壓下，Mn的氧化導致發生OER反應前發生明顯的贗電容，促進Ir位點的OER反應動力學。同時，氧空位形成能增加，能夠阻礙晶格氧的活化。裝配優化材料后的PEM電解槽在2.0 A cm^-2的電壓為1.637 V，能夠穩定工作800 h，性能衰減僅為19.4 μV h^-1。

（2）

這項工作為研究金屬氧化物催化劑在酸性環境的性質提供幫助，有助于開發通過動態氧化還原產生電容現象增強催化反應性能的策略。

參考文獻

Bin Chang, Yuanfu Ren, Nan Mu, Shouwei Zuo, Chen Zou, Wei Zhou, Linrui Wen, Huabing Tao, Weijia Zhou, Zhiping Lai, Yoji Kobayashi, Huabin Zhang, Dynamic Redox Induced Localized Charge Accumulation Accelerating Proton Exchange Membrane Electrolysis, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202405447

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202405447