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Adv. Mater.---原位谱学技术揭示铱催化剂在质子交换膜电解水中的压缩应力和氧空位的作用
发布时间:2025-03-13

本工作通过“模板限域-生长”策合成一系列不同Ni掺杂量的IrO2T-xNi/IrO2, x = 0.05, 0.16, 0.24, 0.36催化剂,不同低价的Ni掺杂量会在IrO2中引入不同程度的压缩应力和氧空位,Ni掺杂不仅通过压缩应变诱导晶格畸变增加IrO的共价性,而且还产生富氧空位(Ov)来调节Ir位的电子结构,从而提高了酸性OER效率。原位同步辐射傅里叶变换红外光谱(SR-FTIR)和X射线吸收精细结构(XAFS)光谱验证了两个水(H2O)分子在Ir和相邻的Ov IrOv)对上的快速吸附,直接耦合*OO*中间体,绕过缓慢的*OOH。结合理论计算,在T-IrO2中掺杂Ni可以调节Ir 5d -O 2p -带中心,增加Ir 5dO 2p轨道的重叠,触发连续的金属位-氧空位协同机制(MS-OVSM)反应途径,增强活性和稳定性