发展酸性OER电催化的单原子催化剂，对于开发价格便宜的酸性电解水器件非常重要。但是，由于晶格氧参与反应导致的金属腐蚀和结构坍塌，导致大多数的单原子催化剂以及Ir/Ru氧化物在强酸性环境进行OER反应的寿命非常有限，这阻碍了这些催化剂的应用。

有鉴于此，马克思·普朗克煤炭研究所Harun Tüysüz等报道一种创新的策略，将短程Ir单原子组装体（Ir_SAE）稳定修饰在Mn掺杂的Co₃O₄载体上，实现了优异的质量活性，而且显著改善持久性。性能衰减的速率降低至≈2 mV h^-1，明显比IrO₂的性能衰减速率（≈44 mV h^-1）更慢，而且比传统的单原子Ir单原子/Co₃O₄ OER催化剂的性能衰减速率更慢。

本文要点

（1）

通过第一性原理计算，说明Mn掺杂修饰在Co₃O₄的八面体位点能够减少Ir单原子的移动能垒，这种作用导致Ir单原子能够移动，并且在煅烧热解过程中形成强关联的Ir_SAE结构。

（2）

通过离线表征、原位XAS、Raman光谱、变化pH催化活性测试，以及理论计算，说明Ir_SAE具有合适的Ir-Ir原子间距，能够阻碍晶格氧参与反应，同时能够促进直接O-O自由基偶联，缓解Ir原子溶解或者结构坍塌，显著改善催化剂在强酸性电解液中的稳定性。

作者介绍

Harun Tüysüz，2002年，阿克德尼兹大学化学专业学士，2004年，Gebze理工学院化学专业硕士，2008年马克斯·普朗克煤炭研究所化学专业博士。（导师：费迪·舒特（FerdiSchüth）教授）。2009-2011年，加州大学伯克利分校博士后研究员（导师：杨培东教授）。现为马克斯·普朗克煤炭研究所非均相催化和可持续能源研究小组负责人。

网站：https://www.uni-due.de/sfbtrr247/people/tuysuz.php

参考文献

Ashwani Kumar, Marcos Gil-Sepulcre, Jinsun Lee, Viet Q. Bui, Yue Wang, Olaf Rüdiger, Min Gyu Kim, Serena DeBeer, Harun Tüysüz, Iridium Single-Atom-Ensembles Stabilized on Mn-Substituted Spinel Oxide for Durable Acidic Water Electrolysis, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202401648

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401648