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研究概述

未来大规模部署兆瓦级质子交换膜水电解槽（PEMWE）技术，需要开发一种高效、低成本且寿命长的氧析出催化剂。目前，活性最高的铱（Ir）催化剂的稳定性受到溶解、再沉积、脱落和聚集等问题的限制。

2025年2月14日，复旦大学张波、徐一飞、段赛、徐昕在国际顶级期刊Science发表题为《Ultrastable supported oxygen evolution electrocatalyst formed byripening-induced embedding》的研究论文，石文娟、申同昊为论文共同第一作者，张波、徐一飞、段赛、徐昕为论文共同通讯作者。

作者提出了一种熟化诱导嵌入策略，将Ir催化剂安全地嵌入到氧化铈载体中。

冷冻电子断层扫描和全原子动力学蒙特卡洛模拟揭示了通过超声处理调控载体的生长速率与铱的成核速率同步是成功合成的关键。

使用这种催化剂的PEMWE在铱负载量仅为0.3 mg/cm2的情况下，能够在3 A/cm2的电流密度下实现1.72 V的电池电压，并在6000小时加速老化测试中表现出1.33 μV/h的电压降速率。

图文解读

图1：熟化诱导嵌入策略

图2：RIE负载催化剂的生成工艺

图3：负载RIE催化剂的PEMWE性能

文献信息

Wenjuan Shi†‡,Tonghao Shen†, Chengkun Xing, Kai Sun, Qisheng Yan,Wenzhe Niu, Xiao Yang, Jingjing Li, Chenyang Wei, Ruijie Wang, Shuqing Fu, YongYang, Liangyao Xue, Junfeng Chen,Shiwen Cui, Xiaoyue Hu, Ke Xie, Xin Xu*, SaiDuan*, Yifei Xu*, Bo Zhang*, Ultrastable supported oxygen evolution electrocatalyst formed byripeninginduced embedding, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr3149

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