了解控制铱基催化剂反应速率的主要因素是为质子交换膜电解槽中水氧化反应设计更好电催化剂的核心。近日，帝国理工学院Ifan E. L. Stephens、James R. Durrant、Reshma R. Rao、哥本哈根大学Jan Rossmeisl量化分析了氧化还原活性中心的密度，并使用操作时间分辨光谱探测它们在无定形IrO_x和金红石IrO₂上的结合强度。

本文要点：

1) 作者通过在本征反应速率和能量之间建立了定量相关性发现，在水氧化电位下形成的吸附氧物种*O具有排斥性吸附质-吸附质相互作用。增加它们的覆盖范围会削弱结合作用，从而促进O–O键的形成，这是速率决定步骤。

2) 分析表明，尽管非晶IrO_x具有更高的电流密度，但在给定电势下，IrO_x和IrO₂上每个活性位点的本征反应速率是相近的。最后，作者提出了一个改进的火山图，阐明了如何通过优化催化活性位点之间的结合能和相互作用强度来增加水氧化动力学。

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Caiwu Liang et.al Unravelling the effects of active site density and energetics on the water oxidation activity of iridium oxides Nature Catalysis 2024

DOI: 10.1038/s41929-024-01168-7

https://doi.org/10.1038/s41929-024-01168-7