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電化學水分解是綠色和大規模產氫的一個有前景的策略。然而，該方法中的析氫反應(HER)和析氧反應(OER)的緩慢反應動力學導致高過電位，這導致電解水過程中的能量轉化效率低，限制了該技術的進一步發展。因此，迫切需要設計出性能優良的電催化劑，以獲得最佳的過電位和水電解效率。

基于此，四川大學李爽和馬田等通過簡單的液相還原法合成了導電炭黑負載的IrPd合金(Ir₄₄Pd₅₆/KB)。其中，研究人員通過引入Pd來調節Ir的電子狀態，以實現高效和持久的雙功能電催化HER和OER。

電化學性能測試結果顯示，優化后的Ir₄₄Pd₅₆/KB催化劑對HER和OER均表現出良好的性能，在1 M KOH中和10 mA cm^?2電流密度下的HER和OER過電位分別為14 mV和264 mV。

當Ir₄₄Pd₅₆/KB作為陽極和陰極集成到水電解池中，其僅需1.61 V的電池電壓就能產生50 mA cm^?2的電流密度；當Ir₄₄Pd₅₆/KB催化劑應用于陰離子交換膜(AEM)電解槽中的陽極和陰極電極時，在250 mA cm^?2的電流密度下顯示出>20 h的良好穩定性，表明其在制氫方面的實際應用潛力。

XPS和XAFS結果表明，在Ir₄₄Pd₅₆/kB中，Ir失去了電子，而Pd獲得了電子，并且在Pd和Ir位點之間存在著明顯的電子轉移，因此Pd原子通過調制Ir的電子結構來提高其催化活性，以達到最佳HER和OER活性的平衡。此外，Ir?Pd配位的形成有利于H⁺(對酸性HER)和*OH(對堿性HER)的吸附，進而促進HER過程。

此外，Ir?O配位的形成是由于Ir形成6d空穴而產生的電子缺陷，這促進了氧化還原反應過程中的電子轉移。這項工作為設計和開發通過調節金屬催化中心的微環境和電子結構以實現高效雙功能電催化HER和OER的催化劑提供了指導。

IrPd Nanoalloy-Structured Bifunctional Electrocatalyst for Efficient and pH-Universal Water Splitting. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202208261

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