Small：Pd调节Ir的电子态，助力IrPd合金高效催化pH通用水分解

电化学水分解是绿色和大规模产氢的一个有前景的策略。然而，该方法中的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的缓慢反应动力学导致高过电位，这导致电解水过程中的能量转化效率低，限制了该技术的进一步发展。因此，迫切需要设计出性能优良的电催化剂，以获得最佳的过电位和水电解效率。

基于此，四川大学李爽和马田等通过简单的液相还原法合成了导电炭黑负载的IrPd合金(Ir₄₄Pd₅₆/KB)。其中，研究人员通过引入Pd来调节Ir的电子状态，以实现高效和持久的双功能电催化HER和OER。

电化学性能测试结果显示，优化后的Ir₄₄Pd₅₆/KB催化剂对HER和OER均表现出良好的性能，在1 M KOH中和10 mA cm⁻²电流密度下的HER和OER过电位分别为14 mV和264 mV。

当Ir₄₄Pd₅₆/KB作为阳极和阴极集成到水电解池中，其仅需1.61 V的电池电压就能产生50 mA cm⁻²的电流密度；当Ir₄₄Pd₅₆/KB催化剂应用于阴离子交换膜(AEM)电解槽中的阳极和阴极电极时，在250 mA cm⁻²的电流密度下显示出>20 h的良好稳定性，表明其在制氢方面的实际应用潜力。

XPS和XAFS结果表明，在Ir₄₄Pd₅₆/kB中，Ir失去了电子，而Pd获得了电子，并且在Pd和Ir位点之间存在着明显的电子转移，因此Pd原子通过调制Ir的电子结构来提高其催化活性，以达到最佳HER和OER活性的平衡。此外，Ir−Pd配位的形成有利于H⁺(对酸性HER)和*OH(对碱性HER)的吸附，进而促进HER过程。

此外，Ir−O配位的形成是由于Ir形成6d空穴而产生的电子缺陷，这促进了氧化还原反应过程中的电子转移。这项工作为设计和开发通过调节金属催化中心的微环境和电子结构以实现高效双功能电催化HER和OER的催化剂提供了指导。

IrPd Nanoalloy-Structured Bifunctional Electrocatalyst for Efficient and pH-Universal Water Splitting. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202208261

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Small：Pd调节Ir的电子态，助力IrPd合金高效催化pH通用水分解

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