使用金属氧化物将铱(Ir)分散在阳极层中被证明可以有效降低质子交换膜水电解槽(PEMWE)中的Ir负载。然而，报道的低Ir基催化剂在实际工业工作条件下仍然存在电解效率和耐久性不令人满意的问题，主要是由于催化剂层中的催化活性和质量传输不足。

在此，北京大学郭少军教授，Fan Lv报道了一类具有丰富Ir-O-Mn键的多孔异质纳米片催化剂，在300 mV的过电位下对氧析出反应实现了显著的4 A mg_Ir⁻¹的质量活性，这是商业IrO2的150.6倍。

文章要点

1）Ir-O-Mn键被解开，作为原位电化学形成的IrOx团簇和MnO_x基质之间有效的电荷转移通道，促进了高活性Ir³⁺物种的生成和稳定。

2）值得注意的是，基于Ir/MnO_x的PEMWE在Ir负载降低10倍（0.2 mg_Ir cm⁻²）的情况下表现出相当的性能，在1.63 V的低电池电压下可提供1 A cm⁻²超过300小时的电流，这使其成为低Ir基PEMWE中的佼佼者。

参考文献

Wang, D., Lin, F., Luo, H. et al. Ir-O-Mn embedded in porous nanosheets enhances charge transfer in low-iridium PEM electrolyzers. Nat Commun 16, 181 (2025).

DOI：10.1038/s41467-024-54646-8

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54646-8