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使用金屬氧化物在陽(yáng)極層中分散銥（Ir）被證明可以有效降低質(zhì)子交換膜水電解槽（PEMWE）中的Ir負(fù)載。但是，目前報(bào)道的低Ir催化劑在實(shí)際工業(yè)工作條件仍然存在電解效率低，持久性難以令人滿意的問(wèn)題，這主要是因?yàn)榇呋瘎拥拇呋钚院蛡髻|(zhì)缺乏導(dǎo)致的。

有鑒于此，北京大學(xué)郭少軍教授、Fan Lv等報(bào)道一類具有豐富Ir-O-Mn鍵的多孔非均相納米片催化劑，在300 mV的過(guò)電位下，其析氧反應(yīng)的質(zhì)量活性為4 A mg_Ir^-1，是商用IrO₂的150.6倍。

本文要點(diǎn)：

（1）

Ir-O-Mn鍵被切斷，成為原位電化學(xué)形成的IrO_x簇和MnO_x基質(zhì)之間的有效電荷轉(zhuǎn)移通道，促進(jìn)高活性Ir³⁺物種的產(chǎn)生和穩(wěn)定。

（2）

值得注意的是，基于Ir/MnO_x的PEMWE在較低10倍的Ir負(fù)載（0.2 mg_Ir cm^-2）下表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)男阅埽?.63 V的低電池電壓能夠產(chǎn)生1 A cm^-2超過(guò)300小時(shí)，這使其達(dá)到目前的低Ir催化劑最好的PEMWE之列。

參考文獻(xiàn)

Wang, D., Lin, F., Luo, H. et al. Ir-O-Mn embedded in porous nanosheets enhances charge transfer in low-iridium PEM electrolyzers. Nat Commun 16, 181 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-024-54646-8

https://www.nature.com/articles/s41467-024-54646-8