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水電解槽和燃料電池的電壓反轉(zhuǎn)會在氫電極上產(chǎn)生一個很大的正電位，隨后系統(tǒng)會嚴(yán)重退化。銥（Ir）對析氫反應(yīng)（HER）和氫氧化反應(yīng)（HOR）具有良好的催化活性，但在電位>0.8V/RHE時不可逆地轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)IrO_x，是一種優(yōu)異的析氧反應(yīng)（OER）催化劑，而HER和HOR催化性能較差。

近日，韓國科學(xué)技術(shù)研究所Hyung-Suk Oh和德國柏林工業(yè)大學(xué)Peter Strasser（共同通訊作者）等人利用Ir的多功能催化特性，設(shè)計了一種高結(jié)晶度Ir基電催化劑（IrNi/C-HT），用于OER、HER和HOR。

在OER操作下，結(jié)晶納米顆粒產(chǎn)生原子級薄的IrO_x層，在更高的陰極電位下可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘買r，從而對HER和HOR具有高活性。

通過分析表明，在薄的IrO_x層下的金屬Ir亞表面可以作為還原Ir離子的催化基質(zhì)，從而產(chǎn)生可逆性。該工作不僅揭示了納米催化劑的基本、獨特的可逆催化性能，而且為納米催化劑的設(shè)計提供了一種新的思路。

High crystallinity design of Ir-based catalysts drives catalytic reversibility for water electrolysis and fuel cells. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-24578-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-24578-8.

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Nature子刊：高結(jié)晶度Ir基催化劑助力水電解和燃料電池

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