西工大/港城大Nano Energy：CeO2作为电子缓冲器抑制Ir析出，实现IrOx/CeO2稳定酸性析氧

电催化水氧化在可再生能源生产和储存技术中起着关键作用。然而，由于催化剂的高度氧化和电解质的腐蚀性，大多数OER电催化剂在酸性条件下都不能保持稳定。与此同时，与碱性电解槽相比，质子交换膜电解槽在整体水分解方面显示出许多优点，并且在实际应用中显示出更大的潜力。因此，在酸性介质中开发高效、稳定的水氧化电催化剂是一个具有吸引了的课题。

近日，西北工业大学瞿永泉、马媛媛和香港城市大学Johnny C. Ho等采用一种简便的静电纺丝合成方法，制备了高活性、高稳定性的非晶态IrO_x/CeO₂纳米线电催化剂。

电化学性能测试显示，最优的IrO_x/CeO₂-0.6催化剂在0.5 M H₂SO₄中电流密度为10 mA cm^-2时的过电位为220 mV，Tafel斜率为63 mV dec^-1(交换电流密度j₀=16.8 μA cm^-2)。

此外，研究人员发现CeO₂作为电子缓冲器，在OER反应过程中通过表面弛豫来调节和控制Ir的氧化状态，这种电子缓冲阻止了*O中间体中的Ir物种处于高氧化和高能的Ir⁶⁺态，降低了OER反应的能垒。

研究人员利用ICP-MS对在i-t测试期间的电解质进行监测。IrO_x/CeO₂-0.6催化剂在连续运行1.5、10、50和100小时分别表现出很低的Ir溶出率，分别为Ir的0.78%、1.23%、1.56%、1.83%和2.64%，这优于商业c-IrO_x以及大多数先前报道的基于Ir的电催化剂。并且Ir的溶出主要发生在前期，后期趋于减少。

通过测量双电层的电容，可以得出结论: Ce的溶解导致催化剂电化学活性面积的增加，这可归因于更多暴露的Ir活性中心。因此，CeO₂作为电子缓冲器抑制了Ir的溶解，提高了催化剂的电化学活性面积，使IrO_x/CeO₂-0.6催化剂具有较高的稳定性。

Highly Active and Stable Amorphous IrO_x/CeO₂ Nanowires for Acidic Oxygen Evolution. Nano Energy, 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107960

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