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第一作者：Xiaobo Zheng

通訊作者：王定勝、孫文平、汪國秀

通訊單位：清華大學、浙江大學、悉尼科技大學

論文速覽

質子交換膜水電解槽（PEMWE）技術，為大規模綠色制氫帶來了希望。然而，由于在高酸性和氧化性操作環境中，析氧反應(OER)催化劑的有限壽命，其廣泛應用面臨重大限制。因此，全面了解催化劑的結構降解機理對于合理設計高性能酸性催化劑是必不可少的。

本文綜述了質子交換膜水電解槽（PEMWE）技術在大規模綠色制氫中的潛力及其面臨的挑戰，特別是析氧反應（OER）催化劑在酸性和氧化環境中的穩定性問題。

同時，作者深入探討了催化劑結構退化的本質原因，即陽離子和陰離子的不可逆過氧化，并分析了這些過氧化過程與OER反應機制的關系。此外，作者還介紹了分析陽離子和陰離子過氧化的先進表征技術，并討論了四種催化劑抗氧化策略，旨在為設計耐用的酸性OER催化劑提供指導原則。

圖文導讀

圖1：研究路線圖

圖2：AEM和LOM機制及催化劑溶解

圖3：Ir/ATO多相結構催化劑

圖4：Ir/Nb₂O_5-x和Ru/MnO₂催化劑

圖5：RuO₂的摻雜策略

總結展望

本文通過深入分析PEMWE中OER催化劑的穩定性問題，揭示了陽離子和陰離子過氧化是導致催化劑結構退化的關鍵因素。文章提出的四種抗氧化策略為設計高性能的酸性OER催化劑提供了新的思路。

未來的研究可以在此基礎上進一步探索非貴金屬催化劑，發展標準化測試協議，改進催化劑制備技術，并利用機器學習進行催化劑預篩選，以加速高效、低成本、長壽命的OER催化劑的開發，推動PEMWE技術的商業化進程。

文獻信息

標題：Deciphering Cationic and Anionic Overoxidation: Key Insights into the Intrinsic Structural Degradation of Catalysts

期刊：Advanced Energy Materials

DOI：10.1002/aenm.20240122

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