华科大王春栋/昆工李志山/江苏大学张伟AFM：破解海水电解难题——“Ir单原子”赋能高效稳定的工业电流密度下海水耐氯电解

面对全球能源危机和淡水匮乏，海水电解制氢成为重要研究方向，但海水中氯离子(Cl⁻)导致的催化剂腐蚀和副反应（氯析出反应）是长期难题。本研究旨在通过设计一种高性能、高稳定性的耐氯电催化剂，实现在工业电流密度下的高效海水电解。研究团队将孤立的Ir单原子引入Ni(OH)₂晶格中，构建了具有Ir–O–Ni配位结构的催化剂(Ir0.3–Ni(OH)₂)。实验表明，该催化剂在碱性海水中、1 A cm⁻²的工业电流密度下可稳定运行超过500小时。机理研究结合原位拉曼光谱和密度泛函理论计算揭示，Ir单原子促进了活性NiOOH物种的动态生成，而Cl⁻离子并非仅带来不利影响，它能与Ir协同调控催化剂的电子结构，优化关键中间体（如*H、*OH）的吸附和转化，降低析氢(HER)和析氧(OER)反应的能垒，从而显著提升整体催化动力学和耐氯稳定性。这项工作为设计适用于复杂电解质环境的高性能催化剂提供了新思路。