华侨大学谢水奋等：二维限域Ir/WOx异质界面促进酸性氧析出反应实现安培级稳定的质子交换膜水电解

本文研究了华侨大学谢水奋教授团队在质子交换膜水电解槽（PEMWE）中酸性氧析出反应（OER）的铱（Ir）基电催化剂方面的最新进展。研究通过精准合成构建了由Ir纳米晶粒嵌入非晶态WOx基体的超薄二维杂化纳米片（Ir/WOx NSs），其丰富的二维限域异质界面显著提升了酸性OER活性和稳定性。实验结果表明，Ir/WOx NSs在300 mV过电势下的质量活性达2.34 A mgIr−1，分别是Ir NSs和商用Ir/C催化剂的11.1倍和9.8倍。机理研究表明，晶态Ir纳米晶与非晶WOx基体的二维限域效应不仅形成协同双功能活性位点，还加速电荷传输并促进水解离初始步骤。此外，基于Ir/WOx NSs组装的PEMWE在1.0 A cm−2电流密度下仅需1.71 V槽电压，并展现出优异的长期稳定性。