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合成和使用高活性、穩定且價格合理的析氧反應（OER）電催化劑是開發高效節能和經濟可行的能量轉換裝置（電解槽、可充電金屬空氣電池和再生燃料電池等）的主要挑戰。目前用于OER的基準電催化劑基于氧化銥（IrO_x），其具有優異的性能和穩定性。然而，由于IrO_x豐度低且成本高，不利于大規模應用IrO_x。

近日，美國普林斯頓大學Bruce E. Koel和Xiaofang Yang（共同通訊作者）等人報道了一種用于OER的高活性鉿（Hf）改性氧化銥（IrHf_xO_y）電催化劑。

研究發現，在堿性（pH=11）條件下，IrHf_xO_y電催化劑的活性比IrO_x電催化劑的活性高出10倍，而在酸性（pH=1）條件下的活性也高出4倍。IrHf_xO_y催化劑在酸性條件下的最高固有質量活性計算為6950 A g_IrOx^-1，過電位（η）為0.3 V。

通過利用operando表面增強拉曼光譜（SERS）和密度泛函理論（DFT）計算的聯合研究表明，對于IrO_x和IrHf_xO_y電催化劑，OER的活性中心都是Ir-O物種。

Hf位點的存在導致附近O位點上有更多的負電荷態，縮短了Ir-O的鍵長，降低了OER中間體的自由能，從而加速OER過程。

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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普林斯頓JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性

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普林斯頓JACS：提高10和4倍！Hf改性提高IrOx的OER活性

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