科技日报讯 （记者罗云鹏 通讯员李晓慧）记者日前从哈尔滨工业大学（深圳）获悉，该校前沿学部理学院副教授陶有堃团队在质子膜水电解制氢阳极电催化领域取得重要进展。团队通过引入钨—氧桥联结构，成功解决了铱镍氧电催化剂在重构过程中活性与稳定性难以兼顾的问题。相关研究成果近日发表于《自然·通讯》。

质子膜水电解制氢技术具有环境友好、电流密度高、响应速度快、耐波动性强等优势，能够与风能、光伏等波动性可再生能源直接耦合，被视为未来绿氢生产的关键技术之一。

陶有堃团队提出了一种双重调控策略，通过在铱镍氧电催化剂中构建铱—氧—钨桥联基团，实现了对催化剂表面重构过程及析氧反应路径的协同优化。针对氧化钨与氧化铱难以均匀溶合的问题，研究团队采用镍辅助的铱钨电沉积脱合金方法，成功在纳米氧化铱中实现了原子级别的均匀钨—氧掺杂。

进一步的原位分析与理论计算表明，铱—氧—钨桥联结构通过双位点协同机制高效催化析氧反应。该结构不仅有效抑制了晶格氧的参与，还能在反应过程中对过渡金属的刻蚀和过氧化引起的铱位点高氧化态进行电荷补偿，从而显著增强催化剂的稳定性。

此外，桥联氧还可作为质子受体促进质子转移，缓解酸性电解质中质子浓度过高对关键中间体质子化脱除的限制，进而提升析氧反应的催化活性。

该研究实现了重构氧化铱基催化剂在电化学性能与稳定性两方面的同步提升，为今后设计低成本、高性能的酸性析氧催化剂提供了重要参考。