析氧反应(OER)在水分解、CO₂还原和可充电金属-空气电池等许多电化学应用中发挥着关键作用。然而，OER受到动力学缓慢和大过电位的影响，导致各种能源系统的效率低下。将贵金属与非贵金属结合是平衡电催化剂活性和成本的一种有效的策略，但目前仍然缺乏选择合适的非贵金属的指导原则。

近日，香港理工大学倪萌和Jie Yu等对Ir@Co₃O₄电催化剂的析氧反应(OER)进行了深入的机理研究，以深入了解Ir和Co₃O₄在增强OER方面的协同作用。

锚定在Co₃O₄上的高度分散的Ir物种(Ir@Co₃O₄)由于其良好的活性和稳定性而被用作模型催化剂。Ir@Co₃O₄具有强的界面电子耦合、高效的界面电荷转移以及贵金属的高利用率，其在10 mA cm^-2电流密度和1.4 wt%的低Ir负载下显示出280 mV的低OER过电位。实验和理论计算证明了Co₃O₄由于赝电容特性导致大量电荷积累，而其高本征动力学导致Ir位点在实现高反应中起关键作用。

这两种特性的协同作用提供了高OER性能，并使Ir@Co₃O₄作为高性能OER催化剂的潜在应用成为可能。具体而言，将Ir@Co₃O₄应用于ZAB，在40 mA cm^-2下实现了2.04 V的低充电电压，并且在20 mA cm^-2下可以稳定运行210 h。该工作揭示了贵金属和非贵金属在OER电催化过程中的不同作用以及协同作用机制，突出了赝电容性质在选择合适的非贵金属载体中的意义，为未来电催化剂的发展提供指导。

Bridging the Charge Accumulation and High Reaction Order for High-Rate Oxygen Evolution and Long Stable Zn-Air Batteries. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202111989