Nature Commun：d0金属的离子键增强铱盐OER稳定性

纳米技术

2025-05-04

Ir具有独特的化学性质，在阳极电位和强酸性环境能够保证高催化活性和足够强的耐腐蚀性。因此，将铱酸盐的配合物（Complex iridates）作为一种高活性、贵金属Ir用量少的电催化剂用于质子交换膜上水电解槽的OER催化剂，引起了人们的广泛关注。

有鉴于此，韩国科学技术院（KAIST）Sung-Yoon Chung等报道研究化学掺杂对六方钙钛矿Ba_x(M,Ir)_yO_z型铱酸盐在强酸（pH~0）性环境中的耐久性影响。

本文要点：

（1）

在六边形钙钛矿多型体中，一些共价阳离子可以直接定位在连接两个面共享的[Ir₂O₉]二聚体或[Ir₃O₁₂]三聚体的八面体位点上。特别是，d⁰  Nb⁵⁺和Ta⁵⁺阳离子与氧阴离子的高离子键导致OER过程中晶格氧参与的显著抑制，从而有效地保证[Ir₃O₁₂]三聚体之间的连性而不会导致晶格结构的崩溃。

（2）

通过深入了解晶体中电子结构与成键性质之间的关系，发现适当控制复杂氧化物中的化学掺杂有可能成为一种简单而有效的提高OER电催化剂的耐用性的方法。

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Sim, Y., Yun, T.G., Park, K.H. et al. Effect of ionic-bonding d⁰ cations on structural durability in barium iridates for oxygen evolution electrocatalysis. Nat Commun 16, 4152 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-024-55290-y

https://www.nature.com/articles/s41467-024-55290-y