对于发展PEMWE体系的OER电催化剂，如何能够在较低的Ir用量保证较高的催化活性和持久性是个巨大挑战。

有鉴于此，中国科学院上海高等研究院杨辉、程庆庆等报道通过快速液相还原与表面置换反应结合的方法合成尺寸<2 nm的高熵合金纳米粒子，这种高熵纳米粒子的特点是具有Ir元素含量非常高的IrRuNiMo中熵合金氧化物壳Ir-MEO与IrRuCoNiMo高熵金属核（HEA@Ir-MEO），这种超小尺寸的高熵合金催化剂实现优异的OER催化活性，10 mA cm^-2电流密度的过电势为243 mV，质量活性高达261.5 A g_Ir^-1。

本文要点

（1）

通过先进的光谱表征技术，说明Ir元素含量非常高的中熵壳结构能够避免OER催化反应过程中过渡金属的结构变化，从而得到非常好的结构稳定性。通过原位DEMS、活化能分析以及DFT理论计算，说明HEA@Ir-MEO催化剂的OER催化反应机理为吸附物种转化，这种机理导致决速步骤的能垒显著降低。

（2）

将这种催化剂组装到PEM电解槽，Ir的用量仅为0.4 mg cm^-2，并且实现优异的性能，在80 ℃电催化，1.85 V的电压实现3.0 A cm^-2电流密度，而且在1.0 A cm^-2电流密度的稳定性>500 h，1.0 A cm^-2电流密度的能量消耗仅为3.98 kWh Nm^-3 H₂，将制氢的价格降低至每kg H₂仅为USD 0.88。

参考文献

Longping Yao, Fengru Zhang, Shuai Yang, Hui Zhang, Yuze Li, Chenlu Yang, Hui Yang, Qingqing Cheng, Sub-2 nm IrRuNiMoCo High-Entropy Alloy with Ir-Rich Medium-Entropy Oxide Shell to Boost Acidic Oxygen Evolution, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202314049

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202314049