乔世璋团队,Nature Nanotechnology+1!
研之成理
2026-03-09 08:30
文章摘要
背景:质子交换膜水电解(PEMWE)是生产可持续氢气的理想技术,但其阳极催化剂依赖高成本的贵金属铱,且低铱催化剂存在严重的腐蚀溶解问题,其根本机理尚存争议。研究目的:本研究旨在通过飞秒电化学瞬态吸收光谱技术,在超快时间尺度上探究阳极腐蚀的引发机理,并开发耐腐蚀的低铱阳极催化剂。结论:研究发现,阳极腐蚀在极化启动后100飞秒内即由质子与电子的同步耦合引发。通过引入路易斯酸CeO₂作为质子通道,成功将质子与电子转移过程解耦为时间异步状态,有效抑制了可溶性Ir⁶⁺的生成。所制备的CeO₂–IrO₂催化剂在低铱载量下表现出优异的活性和稳定性,在质子交换膜水电解槽中连续运行约1,400小时无衰减,为设计工业级低铱催化剂提供了新的时间分辨设计范式。
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