融媒中心讯/近日，福州大学材料科学与工程学院材料表界面研究所在电解水材料研究方面取得进展，程年才教授团队在《Advanced Functional Materials》期刊上发表了2篇论文，分别为“Engineering the Metal/Oxide Interfacial O-Filling Effect to Tailor Oxygen Spillover for Efficient Acidic Water Oxidation”和“Asymmetric Electron Transport-Induced Formation of High-Valent IrOx in NiFeOOH Heterostructure for Efficient Water Oxidation”（以下称第一篇论文和第二篇论文）。

质子交换膜水电解槽（PEMWEs）是一种对于制备绿色氢气（H₂）很有前途的能量转换技术。由于铱稀缺性和高成本严重阻碍了PEMWEs的大规模应用，因此需要有效地提高Ir催化活性和利用率。在第一篇论文的研究中，利用等离子体技术（Plasma）调控了金属/氧化物载体界面的氧溢流，以显著减轻了OH⁺的迁移障碍。实验及理论计算结果进一步揭示了界面氧空位的对氧溢流及电子结构的影响，阐述了催化剂性能提升的内在原因。这项工作为氧溢流的作用和设计用于PEMWEs的Ir基催化剂提供了独特的见解和新思路。

当前Ir基催化剂存在的问题以及调控金属-氧化物界面氧溢流的示意图

金属氢氧化物（MOOHs）作为过渡金属氧化物（TMOs）电极在析氧反应（OER）中的活性相，受到大电流条件下电化学活性和稳定性不理想的限制。在第二篇论文的研究中，设计了一种IrO_x/MOOHs的异质结构催化剂，通过不对称的电子传输诱导形成高价态IrO_x（Irⁿ⁺, n>4）与FeNi₃OOH结合。该过程调整了Ir位点的d带中心，从而降低了OER过程中速率决定步骤的能量势垒，显著提升大电流条件下的OER性能。

不对称电子传输构建高价IrO_x的示意图

福州大学材料学院2022级博士生朱昱为以上两篇论文的第一作者，福州大学材料科学与工程学院为第一单位，论文通讯作者均为程年才教授。

第一篇论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202421354

第二篇论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202503692