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開發(fā)在酸性條件下具有高析氧反應(yīng)（OER）活性的耐用IrO₂基電催化劑對于質(zhì)子交換膜電解槽至關(guān)重要。雖然氧缺陷被認(rèn)為在OER中可能很重要，但它們與催化活性的直接關(guān)系尚未確定。有鑒于此，蘇州大學(xué)康振輝教授、邵名望教授、劉陽教授、邵琪副研究員、廖凡等在這項(xiàng)研究中，通過在2D IrO₂中摻雜Re得到Re_0.03Ir_0.97O₂，引入了豐富的氧空位，并且驗(yàn)證了它們在提高OER性能方面的決定性作用。

本文要點(diǎn)：

（1）

Re_0.03Ir_0.97O₂催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的OER性能，在10mA cm^-2下的過電位為193 mV，持續(xù)活性超過650小時(shí)，顯著超過了未摻雜的催化劑。此外，在1.70 V（~1200 mA cm^-2）的電池電壓下保持運(yùn)行超過140 h，性能沒有明顯下降。

（2）

DFT理論計(jì)算結(jié)合循環(huán)伏安法、瞬態(tài)電位掃描和原位表征，證實(shí)Re_0.03Ir_0.97O₂上的吸附物演化機(jī)理，以及Re誘導(dǎo)的氧空位在提高OER性能中的關(guān)鍵作用。

這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了氧缺陷直接影響OER活性，為氧空位工程在電催化劑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

Wenxiang Zhu, Mengjie Ma, Dongdong Gao, Jinxin Chen, Hui Huang, Kun Feng, Qun Wang, Jie Wu, Penghao Li, Jinzeng Guo, Zhenglong Fan, Jun Zhong, Qi Shao, Fan Liao, Yang Liu, Mingwang Shao, Zhenhui Kang, Establishing the Link Between Oxygen Vacancy and Activity Enhancement in Acidic Water Oxidation of Trigonal Iridium Oxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202423353

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202423353