尽管三维(3D)纳米结构催化剂在聚合物电解质膜水槽(PEMWEs)中的析氧反应(OER)中具有很好的应用前景，但尚未获得其性能最大化的通用设计准则。

近日，韩国科学技术院（KAIST）Yeon Sik Jung，韩国科学技术研究院（KIST）Jin Young Kim报道了报道了具有木堆（WP）结构的3D几何形状控制的Ir电催化剂，为开发OER电催化剂以改善PEMWE性能提供了一个新的方向。

文章要点

1）用溶剂辅助纳米转移印刷（S-NTP）处理的堆积式1D NW阵列制备了3D WP结构的Ir电催化剂。基于制备方法的广泛可控性，因此可以控制WP纳米结构中的NW到NW间距和层到层的对准角度。

2）3D几何结构的广泛控制和扫描电化学显微镜(SECM)分析数据结合微流控计算结果显示，由于水反应物均匀地进入催化剂表面，以及具有精准结构孔道可容易地传输和去除放氧气体产物，因而实现了单位负载质量的电化学活性表面积（ECSA）和ECSA比活性的同时提高。

3）在不改变晶体结构或氧化态的情况下，具有WP结构的Ir电催化剂在单电池PEMWE中实现了140 A/mg（在1.8 V下）的高质量活性值，是最先进的商用Ir纳米粒子催化剂（Ir黑）的30倍。

Kim, Y.J., Lim, A., Kim, J.M. et al. Highly efficient oxygen evolution reaction via facile bubble transport realized by three-dimensionally stack-printed catalysts. Nat Commun 11, 4921 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-18686-0

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18686-0