酸性水电解对促进可再生能源的发展具有重要意义。然而，它严重受制于阳极侧析氧（OER）催化剂的高活性和长寿命之间的权衡。缓慢的OER动力学需要施加高过电位来获得相当大的电流，这不可避免地使催化剂远离其热力学平衡态。

近日，中科大吴长征教授展示了一种具有高活性和稳定性的新型分级钯（Pd）OER催化剂。

文章要点

1）通过热电化学刻蚀，层次化的Pd转变为固定在多孔Pd骨架上的纳米颗粒。

2）结果表明，在1 M HClO₄中，Pd催化剂具有显著提高的OER性能，在10 mA cm^-2时表现出196mV的超低过电位，在1.53 V_RHE下的高质量活性为407.2 A g^-1，当其尺寸缩小到~2.8 nm时表现出高的质量活性。此外，Pd催化剂也表现出良好的耐久性，500 h几乎没有降解（10 mA cm^-2时为66 μV h^-1）。

3）密度泛函理论(DFT)计算表明，Pd(111)面片的拉伸应变可以通过优化氧结合来提高性能。此外，Pd催化剂表现出良好的OER和HER双功能催化活性，使其在1.771 V的低槽电压下可获得高达2 A cm^-2的水分解电流密度，用于聚合物电解质膜（PEM）电解槽。

这些结果表明，Pd可以成为酸性水电解中Ir和Ru基材料的理想替代催化剂。

参考文献

Jing Peng, et al, Hierarchical Palladium Catalyst for Highly Active and Stable Water Oxidation in Acidic Media, NSR, 2022

DOI: 10.1093/nsr/nwac108/6604843

ttps://academic.oup.com/nsr/advancearticle/doi/10.1093/nsr/nwac108/6604843