华南理工大学梁振兴教授、傅志勇教授、万凯等通过非常简单的离子交换法将Ir引入SrMnO3合成了Ir-Mn双原子电催化剂,这种电催化剂在OER反应中表现优异的活性和稳定性。
本文要点
(1)
离子交换反应具有自限的特点,从而能够在IrMnO9形成Ir-Mn双原子。Ir原子能够调节Ir和Mn的电子结构,使得Ir-Mn双原子的距离更短(2.41 Å)(Mn-Mn原子间距达到2.49 Å)。
(2)
调节Ir-Mn双原子使得O(↑)的自旋方向与吸附*O中间体的自旋方向相同,因此有助于吸附*O通过氧-氧自由基偶联反应形成O2。电化学测试显示Ir-SrMnO3具有优异的OER性能,在10 mA cm-2电流密度的过电势仅为207 mV,在1.5 V的质量活性达到1100 A g-1Ir。Ir-SrMnO3催化剂构成的质子交换膜电解水器件达到1.0 A cm-2电流密度仅需要1.63 V,在0.5 A cm-2电流密度能够稳定工作2000 h,衰减仅为15 μV h-1。
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Wenbo Liu, Guifa Long, Zhipeng Xiang, Jinhua Piao, Kai Wan, Zhiyong Fu, Zhenxing Liang, Extremely Active and Robust Ir-Mn Dual-Atom Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction by Oxygen-Oxygen Radical Coupling Mechanism, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202411014
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202411014