中科院长春应化所AFM:铱基金属氧八面体调控实现高效且耐用的酸性水氧化反应

阳极析氧反应(OER)电催化剂的溶解和失活仍然是酸性水电解发展的重大障碍。

基于此,2025年3月26日,中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣、王德文等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Metal-Oxygen Octahedra Regulation of Iridium-Based Perovskites for Efficient and Durable Acidic Water Oxidation》的研究论文。

在此,作者通过B位点的Co掺杂来调控金属氧八面体结构,从而增强BaIrO₃(BIO)钙钛矿的活性和稳定性,形成BaIr₀.₈Co₀.₂O₃(BICO)。

在OER过程中,由于Ba和Co的溶解,BICO的非晶态表面层上形成了高活性的IrCoOₓ纳米颗粒。

Co的引入不仅增加了高活性的高氧化态Ir物种的浓度,还在反应过程中接管了Ir的氧化作用,从而防止了Ir的过度氧化和溶解。

理论计算表明,掺杂Co后,速率决定步骤(RDS)的能垒显著降低。

BICO-2电催化剂展现出卓越的OER性能,仅需216 mV的过电位即可实现10 mA cm⁻²的电流密度,并且能够连续运行超过140小时而无显著性能衰减,稳定性数字(S-number)高达4.3 × 10⁵。

此外,BICO-2在质子交换膜(PEM)水电解中也表现出优异的活性和耐久性。

这项工作为设计和制备高效、持久的电催化剂提供了一种新方法,为推进酸性水电解技术的发展提供了重要的见解。

Metal-Oxygen Octahedra Regulation of Iridium-Based Perovskites for Efficient and Durable Acidic Water Oxidation,Adv. Funct. Mater.,2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202506467

中科院长春应化所AFM:铱基金属氧八面体调控实现高效且耐用的酸性水氧化反应

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