image: 通过调整Au/Ir组分比例，可精确控制催化剂表面活性和耐久性的IrOx的量，从而实现水分解活性和稳定性的平衡。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《国家科学评论》在线发表了中国科学院福建物质结构研究所曹荣研究员和曹敏纳研究员研究团队和南洋理工大学吴冬霜博士的研究成果，该研究团队设计构建了一系列由Au核和AuxIr1-x合金壳组成的亚10 nm尺寸的核壳纳米催化剂，王慧敏博士成功合成并系统测试了该系列材料的电催化水解性能。研究人员发现通过调控Au@AuxIr1-x核壳表面Au/Ir组分，可以精确设计活性位点IrOx。Au@AuxIr1-x表面上的IrOx物种被认为是OER的活性物种。然而，表面IrOx组分含量过多会使催化剂的d带中心更接近费米能级，导致中间产物的结合力过强，从而使 OER反应过电位升高，不利于反应的进行。基于同步辐射X射线光谱学、电子显微镜和密度泛函理论计算与电化学测试结合，发现最佳比例的IrOx与合适的d带中心相结合，会产生最佳的OER活性。
其中，Au@Au0.43Ir0.57的本征OER活性和稳定性均得到大幅提升。仅需负载0.02 mgIr/cm2，即可实现在100 mA/cm2的大电流密度下至少稳定运行320小时。
研究详情请见原文：
Sub-10 nm sized Au@AuxIr1-x metal-core/alloy-shell nanoparticles as highly durable catalysts for acidic water splitting
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae056
Journal
National Science Review