研究概述

单原子催化剂的进步对于提高析氧反应（OER）性能的同时减少贵金属使用至关重要。深入理解其背后的机制将进一步加快这方面的进展。

2024年10月21日，深圳大学蔡兴科研究员、德国拜罗伊特大学Francesco Ciucci教授在国际顶级期刊Nature Nanotechnology发表题为《Out-of-plane coordination of iridium single atoms with organic molecules and cobalt–iron hydroxides to boost oxygen evolution reaction》的研究论文。

在这里，作者报道了采用简单浸渍方法制备的铱单原子催化剂，它由Ir单原子与CoFe氢氧化物（Ir1/(Co,Fe)-OH/MI）上的二甲基咪唑（MI）面外配位而制成。

这种Ir1/(Co,Fe)-OH/MI催化剂在10mAcm−2的电流密度下具有179mV的超低过电位，在600mAcm−2电流密度下具有257mV的超低过电位，以及24 mV dec−1的超小Tafel斜率。

此外，Ir1/(Co,Fe)-OH/MI的总质量活性是商用IrO2的58.4倍。从头算模拟表明，MI的配位导致电子在Ir位点周围重新分布。这在相邻的Ir和Co位点上引起了d波段中心发生正向移动，为OER提供了最佳能量路径。

图文解读

图1：Ir1/(Co,Fe)-OH/MI和Ir1/(Co,Fe)-OH样品的结构表征

图2：OER的电化学性能

图3：整体水分解性能

文献信息

Zhao, J., Guo, Y., Zhang, Z.et al. Out-of-plane coordination of iridium single atoms with organic molecules and cobalt–iron hydroxides to boost oxygen evolution reaction. Nat. Nanotechnol. (2024).https://doi.org/10.1038/s41565-024-01807-x