析氧反應（OER）在質子交換膜電解過程中起著關鍵作用，但電催化劑在酸性條件下仍存在活性低、穩定性差的缺點。

基于此，廈門大學黃小青教授、廣東工業大學徐勇教授和陜西師范大學林海平教授等人報道了一類新型的具有扭曲結構的CdRu₂IrO_x納米骨架，用于酸性OER。

測試發現，CdRu₂IrO_x在0.5 M H₂SO₄中顯示出189 mV的超低過電位和1500 h的超長穩定性，在10 mA cm^-2下實現OER，總體上優于已報道的催化劑（過電位約200 mV和穩定性小于500 h）。此外，使用扭曲的CdRu₂IrO_x的質子交換膜水電解槽（PEMWE）可以在0.1 A cm^?2下穩定運行90 h。

通過密度泛函理論（DFT）計算，作者揭示了OER性能增強的機理。作者首先計算了常規RuIrO₂上OER的能壘，在初始狀態下，暴露的Ru和Ir原子與水溶液中的水分子成鍵。第一質子耦合電子轉移（PCET）傾向于發生在Ru原子上，自由能增加1.32 eV。第二個PCET發生在Ir原子上，導致Ir-OH和Ru-OH構型，能量上坡為1.12 eV。

Ru原子上的第三個PCET比Ir原子上的PCET能量更有利，導致Ru-O和Ir-OH態。第四種PCET傾向于在Ru原子上形成Ru-OOH和Ir-OH構型，它們可以轉化為Ru-OO和Ir-H₂O。

在該反應路徑中，Ru原子上發生了三個PCET步驟，因此在OER過程中Ru的氧化態比Ir的氧化態增加得更明顯。Ru附近的Ir原子作為助催化劑，在O₂生成過程中接受來自Ru的質子。

在畸變存在的情況下，Ir原子的限速階能壘為2.40 eV，比Ru原子的限速階能壘要大，說明Ru原子是OER的活性位。需注意，畸變結構上限速步驟的能量勢壘低于沒有畸變的規則結構，得出結論，畸變的存在有助于提高OER性能。

Structurally-Distorted RuIr-Based Nanoframes for Long-Duration Oxygen Evolution Catalysis. Adv. Mater., 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202305659.