催化剂/载体相互作用在催化酸性析氧(OER)中起着至关重要的作用，目前关于催化剂性能增强的解释主要是应变效应或电子供体效应。

近日，中科院长春应化所Wei Xing，Junjie Ge，国科大Zheng Jiang以Nb₂O_5-x负载的Ir为模型催化剂，结合operando光谱，确定了偏压诱导的催化剂/载体界面可以通过动态界面氧物种迁移机制促进OER性能。

文章要点

1）通过同时监测不同偏压下Ir、Nb和O的局域结构，直接的光谱证据表明：i）氧物种可以从Nb₂O_5-x迁移到Ir纳米粒子中产生Ir-O配位结构；ii）Ir表面的过量O可以转移到Nb²O^5-x中的Nb⁴⁺。理论模拟进一步证实了工作条件下界面氧物种的动态迁移具有较好的能量优势。这种过程不仅在OER催化过程中引入了一个新的变量IrO_x，从而打破了标度关系，而且通过在具有挑战性的高电位下有效地保持Ir中心处于较低的氧化还原态，确保了IrO_x的稳定性。

2）优化后的Ir/Nb₂O_5-x在PEMWE器件中表现出了令人印象深刻的性能，在1.V下提供了3 A cm^-2的电流密度，在2 A cm^-2下测试超过2000 h时，具有显著的耐久性。此外，单电池的工作效率高达8 A cm^-2，并在风电耦合运行条件下表现出良好的循环稳定性。

这种动态的催化剂/载体界面相互作用为在表面氧化还原化学方面有效地设计OER以外的催化性能提供了新的视角。

参考文献

Zhaoping Shi, et al, Enhanced Acidic Water Oxidation by Dynamic Migration of Oxygen Species at the Ir/Nb₂O_5-x Catalyst/Support Interfaces,  Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202212341

https://doi.org/10.1002/anie.202212341