Appl. Catal. B.：用于酸性OER的Ir纳米晶体催化剂的结构-电化学性能关系新见解

Ir及其氧化物是具有较高活性和稳定性的析氧反应(OER)电催化剂。然而，在酸性OER过程中，催化剂表面重构阻碍了Ir基电催化剂的结构-性能关系的建立。

因此，佐治亚理工学院Seung Woo Lee、韩国能源研究所Byung-Hyun Kim等通过在Pd纳米立方体上控制沉积Ir覆盖层制备了两种具有平坦和凹形表面的Ir纳米晶体，并在酸性OER下监测催化剂结构变化，以阐明表面缺陷在促进OER动力学中的作用。

研究人员观察到在OER活性和不同Ir表面上活性IrO_x的形成方面具有明显差异。也就是说，在OER过程中，由于表面IrO_x的容易形成，具有许多高指数面的凹Ir表面表现出OER活性逐渐增加，由(100)面包围的平坦Ir表面显示出OER活性逐渐降低。

在OER活化之后，凹面Ir纳米晶体的质量活性是平坦面纳米晶体的10倍，并且优于最先进的Ir基电催化剂。

DFT计算表明，高指数Ir表面在热力学上更利于氧原子的吸附和IrO_x的形成，这解释了为什么凹形Ir表面具有优越OER活性。此外，在酸性OER条件下，凹面的原位活化与高指数表面上IrO_x的逐渐形成有关。

该工作中已建立的用于酸性OER的Ir纳米晶体系统的结构-电化学性能关系为通过表面氧化设计高活性纳米级电催化剂提供了重要思路。

Role of Surface Steps in Activation of Surface Oxygen Sites on Ir Nanocrystals for Oxygen Evolution Reaction in Acidic Media. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120834