近日，中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部太陽能制儲氫材料與催化研究組研究員章福祥團隊，設計合成了單原子銥修飾鎳合金催化劑（Ir1Ni），用于堿性電解水析氫、析氧，具有水分子活化與H-H、O-O偶聯功能，降低了析氫（0.7eV，U=-1.0V）與析氧（0.85eV, U=1.23V）的過電勢。
太陽能光催化技術是實現太陽能至化學能轉化的重要方式之一，而高效助催化劑的開發是實現高效光化學轉化的重要一環。近年來，章福祥團隊致力于通過電催化劑的優化設計開發高效光催化助催化劑，在電催化析氫、電催化析氧等催化劑設計合成與機理研究方面取得了系列進展。
本工作設計合成了MoO2氧化物負載的單原子銥修飾鎳合金電催化劑（Ir1Ni@MoO2），展示了優異的堿性電解水析氫（48.6mV，-10mA/cm2）、析氧（280mV，10mA/cm2）性能。原位表征和密度泛函理論計算結果表明，Ir1/Ni界面可降低氫結合能，而Ir單原子修飾可促進Ni物種的表面重構進而提高OH中間物種的覆蓋度，降低OER的速控步電勢。單原子Ir1Ni合金催化劑的開發，有望作為助催化劑用于高效太陽能光化學轉化，降低貴金屬含量，為綠氫制備規模化奠定基礎。
相關研究成果以Single Atom Iridium Decorated Nickel Alloys Supported on Segregated MoO2 for Alkaline Water Electrolysis為題，發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院及北京光源等的支持。
大連化物所開發出高效堿性電解水單原子合金催化劑
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