开发在酸性介质中用于析氧反应(OER)且具有优异活性和耐久性的非贵金属催化剂对于电解水制氢至关重要。但是，非贵金属催化剂OER催化剂的活性和稳定性不足，要克服其以上缺点仍然是一项严峻的挑战。基于此，南开大学张晓丹、Michael Graetzel和丹麦技术大学王振斌等报告了一种具有成本效益且稳定的溴氧化锰(Mn7.5O10Br3)催化剂，在酸性电解质中表现出优异的OER活性。该化合物在近30年来首次报道，但从未应用于电催化。在0.5 M H2SO4溶液中，Mn7.5O10Br3在10 mA cm-2的电流密度下表现出295±5 mV的OER过电位，并且在10 mA cm-2的电流密度下保持良好的稳定性(至少500小时)；在50°C的PEM电解槽中使用Mn7.5O10Br3催化剂，在施加100 mA cm-2的恒定电流后，在300小时的电解过程中观察到电池电压增加了124 mV。这一性能优于最先进的无贵金属催化剂并且可与含贵金属的催化剂(例如IrOx或SrIrO3)相媲美。采用原位拉曼光谱结合密度泛函理论(DFT)计算来研究不同Mn基材料(γ-MnO2和Mn-OX，X = Cl，Br)的催化活性和稳定性。实验和计算表明，由于催化剂自氧化过程，在OER过程中会形成紧密堆积的氧化物表面，从而产生出色的长期稳定性和OER反应的活性相。此外，卤素离子的存在为催化剂提供了增强的电子传输能力，进一步提高了OER活性。Efficient and Stable Noble-Metal-Free Catalyst for Acidic Water Oxidation. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-30064-6
目前评论：0