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摘要
开发高性能、低成本的氧析出反应（OER）电催化剂是促进质子交换膜水电解（PEMWE）制氢规模化应用的关键。迄今为止，OER催化剂的最佳选项仍为贵金属铱(Ir)，但其仍存在活性不足和储量稀缺的问题，进而增加了材料成本和电力成本。因此，开发低Ir载量、高活性和稳定性间距，且能够满足PEMWE设备中大电流密度和长期运行要求的OER催化剂是十分必要的。这些目标的实现需要深入理解酸性OER机制、明晰材料设计方法，并建立可靠的性能评估指标（特别是对耐久性的评估）。综上，本文首先系统总结了目前被广泛接受的酸性OER活性表达机制（即吸附析出机制、晶格氧氧化机制和多活性中心机制）和失活机制（即活性物种溶解、晶相和形态演化、催化剂脱落和活性位点阻塞），为催化剂的微观结构设计提供指导。其次，我们讨论了最近报道的几类低铱OER催化剂，包括多金属合金氧化物、负载型催化剂、具有特殊空间结构的催化剂和单位点催化剂，并重点描述低Ir催化剂中的性能如何得以调控以及其中潜在的构效关系。随后，我们介绍了常用的催化剂稳定性评价指标、催化剂失活表征技术以及模拟PEMWE实际操作条件的催化剂寿命测试方法，希望为催化剂筛选提供依据。最后，针对未来可用于PEMWE体系的低铱OER催化剂的探索提出了一些可行建议。
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单位电分析化学国家重点实验室; 中国科学院长春应用化学研究所; 中国科学技术大学
