Nature Commun：亚稳态重构形成密集单原子位点用于OER

纳米技术

2025-03-26

通过辅助亚稳相的自我重构来最大化金属与基底之间的相互作用，这可能是一种精妙的策略，可用于获得性能稳定且高效的高密度单原子催化剂。

有鉴于此，香港城市大学何颂贤教授（Johnny C. Ho）、九州大学SenPo Yip、新加坡国立大学Shaohai Li等报道通过电化学引发，导致亚稳Ir与对称性破缺CoCe(OH)₂基底之间的同步结构转变，制备得到修饰密集Ir单原子的超薄CoCeOOH纳米片（CoCe−O−IrSA）。

本文要点：

（1）

CoCe−O−IrSA用于OER反应，在100 mA cm⁻²的电流密度下的OER过电势为187 mV，并且在500 mA cm⁻²电流密度具有1000 h的稳定工作时常。

此外，CoCe−O−IrSA用作阴离子交换膜水电解槽中实现稳健的电化学阳极，在500 mA cm⁻²的电流密度下电解海水的持续时间达到150 h。

（2）

原位实验和DFT理论计算表明，重构之后得到热力学稳定的Ir单原子，通过较强的p−d−f轨道耦合调节电荷的分布，能够作为高活性位点促进电子转移，优化了中间体的吸附能，活化Co/Ce位点的表面反应性，因此得到优异的OER性能。

这些结果开辟了一种通过设计亚稳相实现环境条件下稳定的单原子体系的途径，能够用于高效能量转换应用。

参考文献

Quan, Q., Zhang, Y., Li, H. et al. Atomic-scale self-rearrangement of hetero-metastable phases into high-density single-atom catalysts for the oxygen evolution reaction. Nat Commun 16, 2908 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-58163-0

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58163-0