氫能是最有前途的綠色能源形式之一，而水的電催化分解是得到高純度氫的理想過程。近些年來，人們發(fā)現(xiàn)利用固體聚合物電解質(zhì)膜在酸性介質(zhì)中進(jìn)行水的電解能使得氫氣的生產(chǎn)和分離變得更加容易。因此，對于在酸性介質(zhì)中具有高活性和壽命的金屬Ir基電解水催化劑的研究和開發(fā)也引起許多科研工作者的關(guān)注。已有的研究表明，含水的無定形氫氧化物中的Ir3/4 +和配位不飽和的O/Ir原子(IrOx)相比于金屬Ir納米顆粒顯示出更好的催化活性，然而如何可控地合成IrOx以及如何在電解水過程中維持其穩(wěn)定性仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
　　在國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目和福建省自然科學(xué)基金的支持下，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室曹榮課題組與莊巍課題組合作，設(shè)計(jì)并合成了一種表面可控的IrOx納米材料，該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化分解水的性能。對照實(shí)驗(yàn)和DFT計(jì)算結(jié)果共同驗(yàn)證了通過原料組成的改變能夠?qū)崿F(xiàn)有效調(diào)控表面組成的生成機(jī)制以及對催化活性中心結(jié)構(gòu)的影響。該工作是第一次利用六元瓜環(huán)(CB[6])與金屬銥(Ir)納米顆粒之間的相互作用，成功實(shí)現(xiàn)表面組成的可控合成。在電解水過程中，該催化劑在10mA/cm2電流密度下的過電位僅為1.56V。同時(shí)，其催化活性在5mA/cm2電流密度下能維持20小時(shí)以上。利用X-射線吸收光譜和理論計(jì)算，證實(shí)CB[6]和Ir之間存在的相互作用，這種相互作用有利于提高催化劑的穩(wěn)定性，并定量分析了存在的表面IrOx。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Energy Letters上（DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00553）上。 
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福建物構(gòu)所酸性介質(zhì)中電催化全解水研究取得新進(jìn)展