氧化钴负载的氧化铱纳米颗粒，具有强大的金属氧化物-载体相互作用，可实现高效的酸性氧释放反应

《Materials Horizons》：Cobalt oxide–supported iridium oxide nanoparticles with strong metal oxide–support interaction for efficient acidic oxygen evolution reaction

通过金属氧化物-支持体强相互作用（SMOSI）调控酸性氧析出反应的脱质子过程，采用电化学还原法制备了IrO2纳米颗粒固定于抗酸性的Co3O4基底（IrO2/Co3O4）。研究证实晶格失配引发的SMOSI能提升Ir-Ob键桥氧（Obri）的p带中心，增强质子捕获能力，使酸性OER过电位低至256 mV（10 mA cm-2），并成功应用于质子交换膜水电解槽（PEMWE），在工业电流密度（0.5-1 A cm-2）下分别保持120和40小时稳定运行，电压分别为1.64和1.77 V。

　　

理解和调控酸性氧进化反应（OER）中的脱质子过程对于质子交换膜水电解器（PEMWE）来说至关重要。在本研究中，超小的IrO₂纳米颗粒通过电置换法牢固地固定在耐酸的Co₃O₄载体上（IrO₂/Co₃O₄），这种固定方法得益于强烈的金属氧化物-载体相互作用（SMOSI），该相互作用促进了OER过程中的脱质子反应。使用IrO₂/Co₃O₄作为催化剂时，在10 mA cm^?2的电流密度下，酸性OER的过电位仅为256 mV，并且可以持续运行超过1000小时。更重要的是，采用IrO₂/Co₃O₄作为阳极的PEMWE在工业级电流密度（0.5 A cm^?2和1 A cm^?2）下分别能够运行120小时和40小时，对应的电池电压分别为1.64 V和1.77 V。实验结果和理论计算共同表明，IrO₂/Co₃O₄中晶格失配界面诱导的SMOSI效应增强了Ir-O_bri键中O_bri（桥接氧）位点的p带中心。这种p带中心的增强提高了O_bri位点的质子接受能力，从而促进了脱质子过程，进而提升了OER的活性和稳定性。本研究提出了一种通过SMOSI调控脱质子过程的替代方法，并设计了一种成本低廉、高效的电催化剂，适用于工业级的PEMWE。