普林斯顿JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性

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普林斯顿JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性

合成和使用高活性、稳定且价格合理的析氧反应（OER）电催化剂是开发高效节能和经济可行的能量转换装置（电解槽、可充电金属空气电池和再生燃料电池等）的主要挑战。目前用于OER的基准电催化剂基于氧化铱（IrOx），其具有优异的性能和稳定性。然而，由于IrOx丰度低且成本高，不利于大规模应用IrOx。
近日，美国普林斯顿大学Bruce E. Koel和Xiaofang Yang（共同通讯作者）等人报道了一种用于OER的高活性铪（Hf）改性氧化铱（IrHfxOy）电催化剂。
普林斯顿JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性
研究发现，在碱性（pH=11）条件下，IrHfxOy电催化剂的活性比IrOx电催化剂的活性高出10倍，而在酸性（pH=1）条件下的活性也高出4倍。IrHfxOy催化剂在酸性条件下的最高固有质量活性计算为6950 A gIrOx-1，过电位（η）为0.3 V。
普林斯顿JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性
通过利用operando表面增强拉曼光谱（SERS）和密度泛函理论（DFT）计算的联合研究表明，对于IrOx和IrHfxOy电催化剂，OER的活性中心都是Ir-O物种。
Hf位点的存在导致附近O位点上有更多的负电荷态，缩短了Ir-O的键长，降低了OER中间体的自由能，从而加速OER过程。
普林斯顿JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性
Increasing Iridium Oxide Activity for the Oxygen Evolution Reaction with Hafnium Modification. J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c03473.
https://doi.org/10.1021/jacs.1c03473.

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