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水電解槽和燃料電池的電壓反轉會在氫電極上產生一個很大的正電位，隨后系統會嚴重退化。銥（Ir）對析氫反應（HER）和氫氧化反應（HOR）具有良好的催化活性，但在電位>0.8V/RHE時不可逆地轉化為非晶態IrO_x，是一種優異的析氧反應（OER）催化劑，而HER和HOR催化性能較差。

近日，韓國科學技術研究所Hyung-Suk Oh和德國柏林工業大學Peter Strasser（共同通訊作者）等人利用Ir的多功能催化特性，設計了一種高結晶度Ir基電催化劑（IrNi/C-HT），用于OER、HER和HOR。

在OER操作下，結晶納米顆粒產生原子級薄的IrO_x層，在更高的陰極電位下可逆地轉變為金屬Ir，從而對HER和HOR具有高活性。

通過分析表明，在薄的IrO_x層下的金屬Ir亞表面可以作為還原Ir離子的催化基質，從而產生可逆性。該工作不僅揭示了納米催化劑的基本、獨特的可逆催化性能，而且為納米催化劑的設計提供了一種新的思路。

High crystallinity design of Ir-based catalysts drives catalytic reversibility for water electrolysis and fuel cells. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-24578-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-24578-8.

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Nature子刊：高結晶度Ir基催化劑助力水電解和燃料電池

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