原子级分散铱-钴磷化物异质结协同优化电荷/质量传输实现高效全解水

来自前沿电催化领域的研究人员通过构建MOF衍生的Ir-Co双原子磷化物异质结(IrCo50P@C)，创新性地提出"金属-载体强相互作用"策略，显著降低HER/OER反应能垒。该催化剂在10 mA cm-2下分别仅需14/251 mV过电位，组装电解槽实现1.505 V@10 mA cm-2的优异性能并稳定运行120小时，为设计新一代双功能电催化剂提供了电子缺陷调控新思路。

　　

这项突破性研究展示了原子级分散的铱(Ir)与钴磷化物(CoP)之间独特的强金属-载体相互作用(SMSI)。通过精准构建嵌入MOF衍生多孔碳的Ir-Co磷化物异质结(IrCo₅₀P@C)，研究人员成功实现了界面协同效应和电子相互作用的精准调控。密度泛函理论(DFT)计算证实，Ir掺杂不仅显著提升了电荷/质量传输效率，还通过调控d带中心有效降低了反应能垒。

在碱性介质中，该催化剂展现出卓越的双功能电催化性能：析氢反应(HER)仅需14 mV@10 mA cm^-2的过电位，优于商业Pt/C催化剂(17 mV)；析氧反应(OER)也仅需251 mV，大幅领先Ir/C催化剂(271 mV)。更令人振奋的是，基于IrCoP@C组装的电解槽在10 mA cm^-2和100 mA cm^-2电流密度下分别仅需1.505 V和1.806 V的工作电压，并保持120小时以上的超长稳定性。

磷化处理诱导的电子缺失效应和促进的电子跳跃机制，为设计兼具高活性和稳定性的下一代电催化剂提供了全新思路。这项工作不仅深化了对原子级金属-载体相互作用的理解，更为绿色制氢技术的发展开辟了新途径。