镨铱氧化物高效催化酸性介质析氧反应（英文）

作者：王一盟; 刘尚果; 秦清^*; 刘慧慧; 张立杰; 魏涛; 李海森; 刘希恩^*

来源：Science China-Materials, 2021, 64(09): 2193-2201.

非晶态铱氧化物(IrOx)在酸性介质中具有高的电催化析氧反应(OER)活性,但其稳定性不如商业IrO2.近年来,多种非贵金属-铱混合氧化物展现出高效催化析氧反应的性能.本文报道了一种含IrOx高活性表面层的立方萤石结构镨铱氧化物(Pr3IrO7)催化剂.该催化剂在0.1 mol L-1HClO4溶液中,表现出高的析氧反应催化活性和良好的稳定性,优于商业IrO2和目前报道的大多数催化剂.在电流密度为10 mA cm-2时,该催化剂的过电位为305 mV,并具有低的Tafel斜率,约为37 mV dec-1,表明该催化剂具有更快的反应动力学.在持续60000 s的稳定性测试后,该催化剂的初始电位仅增加了0.07 V,而IrO2只经过20000 s测试就几乎丧失活性.密度泛函理论计算表明, IrOx/Pr3IrO7催化析氧反应遵循晶格氧机理(LOM).这项工作拓展了IrOx型酸性OER电催化剂的种类.