合理设计析氧反应电催化剂以平衡活性和稳定性是质子交换膜电解槽面临的重大挑战。
近日，为了阐明块体材料对载体的稳定作用，中科大熊宇杰教授，武晓君教授，香港理工大学K. C. Chan，佛山科学技术学院Fei Hu报道了有意设计了一种双相IrW-W2B（WIr-B）合金。然后，通过对W2B的连续选择性腐蚀，形成了一层深度约200 nm的电催化活性IrW纳米沟道层，作为一种高效、超稳定的酸性OER电催化剂。
文章要点
1）这种负载型催化剂产生稳定的高电流密度为2 A cm−2geo，低过电位约497mV，在100 mA cm−2geo下可保持至少800 h，降解速率约4 μV h−1，可忽略不计，在强酸性介质（PH=0）中超过最新技术指标（14 μV h−1）。
2）密度泛函理论（DFT）计算表明，IrW纳米通道中令人印象深刻的催化剂-载体相互作用可以改变表面Ir和O原子（即(IrO2)n团簇）的电荷分布，限制(IrO2)n团簇的大小。因此，这种效应阻止了Ir原子积累更多的O原子以形成可溶性的高价态对应物种，并在衬底上保留了一层薄薄的电催化活性IrO2团簇。这一发现为设计一种在工业大电流密度下具有高活性和长期稳定性的酸性OER电催化剂提供了机会。
参考文献
Li, R., Wang, H., Hu, F. et al. IrW nanochannel support enabling ultrastable electrocatalytic oxygen evolution at 2 A cm−2 in acidic media. Nat Commun 12, 3540 (2021).
DOI：10.1038/s41467-021-23907-1
https://doi.org/10.1038/s41467-021-23907-1
