在堿性條件下對氫氧化反應(yīng)(HOR)具有高活性和長期穩(wěn)定性的電催化劑仍然是限制陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)發(fā)展的主要障礙。

因此，浙江大學(xué)潘洪革、孫文平等報(bào)道了一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)的Ir@Pd電催化劑，其具有限制在外延Pd納米片(NSs)上的超小Ir納米團(tuán)簇(NCs)，用于催化緩慢的堿性HOR。

實(shí)驗(yàn)和DFT計(jì)算表明，異質(zhì)界面上發(fā)生明顯的電荷重新分布，電子從Pd轉(zhuǎn)移到Ir以及從Ir轉(zhuǎn)移到O，從而大大削弱了Pd上的氫結(jié)合能，增強(qiáng)OH的吸附，從而可以加速RDS步驟并提高HOR活性。

另外，界面外延導(dǎo)致Ir/IrO₂的形成異質(zhì)結(jié)納米結(jié)構(gòu)，其中遠(yuǎn)離界面部分氧化的Ir物質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)化了OH吸附行為。

獨(dú)特的Ir@Pd異質(zhì)結(jié)構(gòu)最終顯示出氫和羥基吸附之間的最佳平衡，因此表現(xiàn)出令人印象深刻的HOR活性。Ir@Pd在0.1 M KOH溶液中，交換電流密度高達(dá)7.18 mA cm^-2。

此外，由于獨(dú)特的外延界面的限制效應(yīng)，Ir@Pd電催化劑在0.1 V_RHE下連續(xù)運(yùn)行10小時(shí)后，其活性降低可以忽略不計(jì)。在穩(wěn)定性測試后，Ir@Pd的形態(tài)和結(jié)構(gòu)保持良好。

Lattice-Confined Ir Clusters on Pd Nanosheets with Charge Redistribution for the Hydrogen Oxidation Reaction under Alkaline Conditions. Advanced Materials, 2021. DOI: 10.1002/adma.202105400