开发在碱性条件下用于氢氧化反应（HOR）的高活性和长期稳定的电催化剂仍然是阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）实际面临的主要挑战。

近日，浙江大学潘洪革教授，孙文平研究员报道了一种具有超小Ir纳米团簇（NCs）外延限制在Pd纳米片（NSs）上的异质结构Ir@Pd电催化剂，用于催化缓慢的碱性HOR。

文章要点

1）首先，Pd(acac)₂在60 ℃时被W(CO)₆在辛酸中分解释放的CO还原，CO能在Pd(111)表面强烈吸附，形成超薄Pd-NSs。然后，采用液相外延的方法在上述Pd NSs上外延生长IrNCs。

2）研究发现，表面电荷重新分布发生在异质界面上，实验和理论结果均表明电子从Pd转移到Ir，从而大大削弱了氢在Pd上的结合。更有趣的是，界面外延导致了Ir/IrO₂ Janus纳米结构的形成，其中远离界面的部分氧化的Ir物种进一步优化了羟基的吸附行为。

3）独特的Ir@Pd异质结构最终在氢吸附和羟基吸附之间表现出最佳的平衡，使得催化剂在0.1 m KOH溶液中表现出令人印象深刻的HOR活性，电流密度高达7.18 mA cm^-2。此外，由于独特的外延界面的限制效应，Ir@Pd电催化剂的活性衰减可以忽略不计。

这项工作突出了通过电荷重新分布和平衡吸附行为来控制结构精准的异质界面对提高碱性氢氧化动力学的重要意义。

参考文献

Baohua Zhang, et al, Lattice-Confined Ir Clusters on Pd Nanosheets with Charge Redistribution for the Hydrogen Oxidation Reaction under Alkaline Conditions, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202105400

https://doi.org/10.1002/adma.202105400