近日，华东理工大学杨骥教授团队在材料科学类领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Designing of Hexagonal Nanosheets with Edge-sharing [IrO6] Octahedral Crystals for Efficient and Stable Acidic Water Splitting”的研究论文。

 高效耐用的OER催化剂的开发对于PEM电解槽在不同工业应用中的大规模实施至关重要。然而，铱基催化剂的低质量活性一直是提高OER效率的主要瓶颈。到目前为止，商业PEM催化剂的首选是铱基氧化物。然而，铱的稀缺及低本征活性限制了PEM在工业领域的广泛应用。为了解决这个问题，研究人员采取了不同的策略来开发具有高活性和高稳定性的铱基复合材料，例如组分调节、形态控制和界面工程。尽管这些方法已经取得了一些进展，但这些衍生的铱基材料的寿命和活性尚未达到实际应用的预期水平。为了解决这个问题，作者设计了一种具有晶格畸变和边缘连接的[IrO₆]八面体的六方晶系纳米片结构，以提高催化剂的质量活性和耐久性。该材料在相对可逆氢电极（RHE）的1.55 V下表现出217 mA mg_Ir^-1的高质量活性，是金红石IrO₂的13倍。此外，在10 mA cm^-2的电流密度下连续运行400小时后，T-CsIr的电压没有显着增加。将X射线实验分析与理论计算相结合，揭示了晶格畸变导致的Ir-Ir键的缩短有效地调节了速率决定步骤的吸附能，从而显著促进了OOH*脱质子化过程的动力学。这些结果表明，调节晶格畸变是有效提高OER催化性能的可行途径。

第一作者：朱琳（博士生）

通讯作者：杨骥

通讯单位：华东理工大学

论文DOI：10.1002/adfm.202313375