在質子交換膜水電解槽 （PEMWE） 中，探索具有高內徵活性和高穩定性的陽極和陰極電催化劑以適應極端酸性條件對於廣泛的工業應用至關重要。 本文通過化學還原和電化學處理相結合，構建了具有豐富金屬空位的雙功能IRCOX奈米合金。 開發IRCO013 個具有超低過電壓 238 mV OER 和 18 個10 mA2 時為 6 mV 她 01 M HCO4 並達到 1000 M HCO2 的特殊穩定度，並在 10 mA cm2 下達到 100 小時。 此外，為了 irco013是PEMWE的陰極和陽極催化層，電池電壓僅為168 V，實現了1 A cm2的高電流密度，在酸性環境中表現出優異的耐腐蝕性，在1 A cm2下可穩定執行415 h。 IR-Co原子異質結構中強烈的電子相互作用和電化學氧化原位產生CO空位，通過優化相鄰IR活性位點的電子結構，可以提高催化劑的電導率和電化學活性表面積，加速電荷轉移和動力學，協同促進活性和穩定性的增強。 本研究為設計具有實際應用價值的雙功能催化劑提供了新的思路。
含有鈷空位的Ircox奈米合金的製備工藝.
a） IRCOX奈米合金的XRD圖譜。（B）SEM影象，（C，D）TEM影象，（E）EDS元素對映，（F）ACTEM影象，（G）CV處理後的IRCO0藍色矩形區域的強度分布圖（圖F）為13，（H）圖D中奈米顆粒的尺寸分布。
IRCOX奈米合金的XPS光譜：（A）IR4F和（B）CO2P。
IRCOX、自製IR奈米金屬和商業IR C的OER效能。 （a） 乘以 085 IR 校正偏振曲線。 （b） 電化學阻抗譜（作為擬合到奈奎斯特圖的等效電路插入）。 （c） 塔菲爾斜坡地塊。 (d) 1.RHE時的電流密度（J）和質量活度（Jm）為53 V。 （e） 雙電層電容（CDL）。 比較 （f） 電化學活性表面積、（g） 比活性和 （h） 周轉頻率。
（a） 乘以 0不同CV治療週期後85 IR，（B） IRCO0校正的LSV曲線電解液中金屬質量的 13（右折線圖）和催化劑中金屬的百分比（直方圖，左）。
IRCOX、自製 IR 奈米金屬和商業 PT C 的 SHE 效能。 （a） 乘以 085 IR 校正偏振曲線。 （b） 電化學阻抗譜（作為擬合到奈奎斯特圖的等效電路插入）。 (c)tafel。(d)−0.使用RHE時，電流密度（J）和質量活度（Jm）為03 V。 （e） 雙電層電容（CDL）。 比較 （f） 電化學活性表面積、（g） 比活性和 （h） 周轉頻率。
至 IRCO013. 使用 （A） OER（以 100 mA cm2 插入）和 （B） HER（10 mA cm2）進行連續恆流測試。
A、B）TEM影象，（C）SEAD影象，（DG）IR，CO和O元素對映，（H）IRCo013穩定前後的IR 4F XPS光譜比較。
a） 使用 IRC013 / irco0.13的PEMWE示意圖。 （B） 使用 Nafion 115 膜在 80 處獲得的 PEMWE 極化曲線。 （c） 電化學阻抗譜（插入擬合奈奎斯特圖的等效電路）和 （d） 1 acm2 的恆流測試。
綜上所述，我們通過化學還原和電化學氧化策略製備了一種新型的高活性、耐腐蝕的富含CO-vacancy的Ircox雙功能奈米合金，以促進酸性介質中電催化的整體水分解。 相互連線的奈米合金主鏈結構暴露出更多的活性位點，為氣態產物的釋放提供了運輸通道。 同時，IR和CO原子之間較強的電子相互作用以及由此產生的CO空位有助於通過優化相鄰IR活性位點的電子結構來提高催化劑的本構活性和穩定性。 CO的摻入增加了IR奈米金屬的電導率，增加了電化學活性表面積，並加速了電荷轉移和Oer&Her動力學。 因此，代表 IRCO013 效能顯著提高。 此外，與商業材料相比，組裝的PEMWE表現出優異的單電池效能（168 v@1 a cm2），並在連續穩定電解415 h下獲得優異的穩定性。 本工作為高活性和穩定性雙功能奈米合金的設計與製備提供了新的策略。
ultrastable and highly active co-vacancies-enriched irco bifunctional nanoalloys for proton exchange membrane water electrolysis - sciencedirect