氧化铱基氧化物因其在酸性析氧反应（OER）中兼具优异稳定性和高活性，被视为最有效的催化剂。
然而，其所需的高铱（Ir）含量成为商业化应用的一大障碍。
如何在降低铱（Ir）用量的同时提升催化活性与耐久性，仍是当前面临的重大挑战。
2025年11月5日，香港城市大学楼雄文、Jiarui Yang在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Highly Active IrOx Formation on Strontium Manganite for Acidic Oxygen Evolution》的研究论文，JiaWei Zhao、Kaihang Yue为论文共同第一作者，楼雄文、Jiarui Yang为论文共同通讯作者。
在本文中，作者通过静电纺丝合成多孔锰酸锶纳米纤维，并在水热合成过程中利用元素溶出行为，原位负载高活性的短程有序IrOx。
原位X射线吸收光谱和拉曼光谱表征证实，该短程有序IrOx在OER过程中具有良好的结构稳定性。
密度泛函理论（DFT）计算、差分电化学质谱和原位同步辐射红外光谱进一步揭示，Mn的引入有效抑制了晶格氧参与机制，使催化剂通过吸附演化机制（AEM）稳定进行OER。
所制备的低铱（Ir）负载催化剂在10 mA cm-2下仅需221 mV过电位，并展现出约1000 h的优异稳定性。
图1：合成与表征。a) Sr1₋δIrMnOx样品的合成示意图。b-d) SrMnOxHY/PAN、SrMnO3和Sr1₋δIrMnOx的SEM图像。e-f) Sr1₋δIrMnOx样品的高分辨TEM图像及相应的快速傅里叶变换图。g) SrMnO3和Sr1₋δIrMnOx样品的粉末XRD图谱。h) Sr1₋δIrMnOx样品的Ir 4f XPS谱。i) 使用不同表征方法确定Sr1₋δIrMnOx样品的Ir质量分数。图2：电化学测量。a) Sr1₋δIrMnOx、IrMnOx和IrO2样品在0.5 M H2SO4中的OER极化曲线及相应的塔菲尔斜率。b) Sr1₋δIrMnOx、IrMnOx和IrO2样品的质量活性。c) Sr1₋δIrMnOx、IrMnOx和IrO2样品的长期稳定性测试。d-e) Sr1₋δIrMnOx和商业IrO2样品的PEMWE性能及稳定性。插图：PEMWE装置示意图。从左至右组件为：集流体、碳纸、Pt/C催化剂、质子交换膜、Sr1₋δIrMnOx催化剂、钛网及另一集流体。图3：原位表征。a) Sr1₋δIrMnOx和IrMnOx样品的R空间拟合图。虚线：拟合曲线。实线：实验数据。b) Sr1₋δIrMnOx和IrMnOx样品的Ir-O配位数变化。c-d) Sr1₋δIrMnOx和IrMnOx样品的Ir L3边吸收边图。插图：放大图。e) Sr1₋δIrMnOx和IrMnOx样品及参考样品的白线峰积分强度随d带空穴数的变化。f-g) Sr1₋δIrMnOx和IrMnOx样品在0.5 M H2SO4/H218O中不同CV循环的DEMS表征。h) Sr1₋δIrMnOx样品的原位SR-IR测量。i) Sr1₋δIrMnOx样品的原位拉曼光谱。图4：OER机理。a) IrO2和短程有序IrO2的OER自由能图。b) 吸附物演化机理图。c) IrO2和短程有序IrO2的态密度图。d) IrO2、Mn掺杂IrO2、短程有序IrO2和Mn掺杂短程有序IrO2的COHP计算。模型1-4的示意图已通过隐藏氧原子进行简化。图5：提出的可能机理。a) 短程有序IrO2和长程有序IrO2的不同AEM。b) Sr1₋δIrMnOx催化剂的 proposed 催化机理。
综上，作者报道了一种在锶锰氧化物纳米纤维表面原位构建短程有序IrOx纳米团簇的高效酸性析氧反应（OER）电催化剂Sr1-δIrMnOX，成功破解了“低铱负载-高活性-高稳定性”三者难以兼得的电催化三难问题。
通过电纺与常压水热相结合的策略，利用Sr在水热过程中的选择性溶出，诱导形成高活性、结构稳定的短程有序IrOx，同时Mn的引入有效抑制了晶格氧参与机制（LOM），确保反应遵循更稳定的吸附演化机制（AEM）。
该催化剂在10 mA cm-2下仅需221 mV过电位，质量活性高达1000 A g-1，并在PEM电解槽中实现2 A cm-2的工业级电流密度，稳定运行超1000 h，性能优于大多数已报道的Ir基材料。
系统的原位表征与DFT计算共同揭示了Sr促进高活性结构形成、Mn增强Ir-O键强度并抑制氧空位生成、短程有序结构优化中间体吸附与电荷传输的协同机制，为设计下一代酸性OER电催化剂提供了新思路。
Highly Active IrOx Formation on Strontium Manganite for Acidic Oxygen Evolution. Adv. Mater., 2025. https://doi.org/10.1002/adma.202515749.
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