磷掺杂铱金属电解水催化剂

超低过电位全pH析氢

通过脱合金IrP₂纳米晶获得Ir-P结构，强化d-p轨道亲和力，打破活性-导电性制约，在全pH范围内实现高效析氢。

李雷 · Liu, Yaoda · Jie, Su · Lina, Hu · 张宇斐 · Sakthivel, Thangavel · 郭志新 · 李成超 · 戴正飞

Advanced Functional Materials 2026

具体参数

碱性析氢过电位

{'zh': '14', 'en': '14'} mV

酸性析氢过电位

{'zh': '25', 'en': '25'} mV

中性析氢过电位

{'zh': '64', 'en': '64'} mV

AEM电解槽电压

{'zh': '1.65', 'en': '1.65'} V

AEM电解槽电压衰减率

{'zh': '0.132', 'en': '0.132'} µV h⁻¹

技术优势

过电位极低

碱性、酸性和中性介质中仅需14、25和64 mV即可达到10 mA cm⁻²，远优于大多数贵金属催化剂。

高导电金属态

脱合金形成的Ir-P金属结构在保持强d–p轨道杂化的同时，拥有金属态导电性，避免了半导体性磷化物常见的电荷传输问题。

长期运行稳定

在0.5 A cm⁻²下连续运行500小时，电压衰减率仅0.132 µV h⁻¹，展现出优异的工业级稳定性。

全pH通用

同一催化剂在碱性、酸性和中性电解液中均表现出高效析氢活性，无需针对不同pH环境更换材料。

应用场景

• 电解水制氢：在全pH条件下直接用于析氢，降低电解水能耗。
• 电催化剂：替代铂基催化剂，提供低成本、高活性的析氢电催化剂。
• 催化材料：通过金属-非金属键工程优化d-p杂化，设计高效催化材料。
• AEM电解槽：作为AEM电解槽阴极催化剂，降低工作电压并提升耐久性。