在质子交换膜水电解槽 （PEMWE） 中，探索具有高内征活性和高稳定性的阳极和阴极电催化剂以适应极端酸性条件对于广泛的工业应用至关重要。 本文通过化学还原和电化学处理相结合，构建了具有丰富金属空位的双功能IRCOX纳米合金。 开发IRCO013 个具有超低过电压 238 mV OER 和 18 个10 mA2 时为 6 mV 她 01 M HCO4 并达到 1000 M HCO2 的特殊稳定度，并在 10 mA cm2 下达到 100 小时。 此外，为了 irco013是PEMWE的阴极和阳极催化层，电池电压仅为168 V，实现了1 A cm2的高电流密度，在酸性环境中表现出优异的耐腐蚀性，在1 A cm2下可稳定运行415 h。 IR-Co原子异质结构中强烈的电子相互作用和电化学氧化原位产生CO空位，通过优化相邻IR活性位点的电子结构，可以提高催化剂的电导率和电化学活性表面积，加速电荷转移和动力学，协同促进活性和稳定性的增强。 本研究为设计具有实际应用价值的双功能催化剂提供了新的思路。
含有钴空位的Ircox纳米合金的制备工艺.
a） IRCOX纳米合金的XRD图谱。（B）SEM图像，（C，D）TEM图像，（E）EDS元素映射，（F）ACTEM图像，（G）CV处理后的IRCO0蓝色矩形区域的强度分布图（图F）为13，（H）图D中纳米颗粒的尺寸分布。
IRCOX纳米合金的XPS光谱：（A）IR4F和（B）CO2P。
IRCOX、自制IR纳米金属和商业IR C的OER性能。 （a） 乘以 085 IR 校正偏振曲线。 （b） 电化学阻抗谱（作为拟合到奈奎斯特图的等效电路插入）。 （c） 塔菲尔斜坡地块。 (d) 1.RHE时的电流密度（J）和质量活度（Jm）为53 V。 （e） 双电层电容（CDL）。 比较 （f） 电化学活性表面积、（g） 比活性和 （h） 周转频率。
（a） 乘以 0不同CV治疗周期后85 IR，（B） IRCO0校正的LSV曲线电解液中金属质量的 13（右折线图）和催化剂中金属的百分比（直方图，左）。
IRCOX、自制 IR 纳米金属和商业 PT C 的 SHE 性能。 （a） 乘以 085 IR 校正偏振曲线。 （b） 电化学阻抗谱（作为拟合到奈奎斯特图的等效电路插入）。 (c)tafel。(d)−0.使用RHE时，电流密度（J）和质量活度（Jm）为03 V。 （e） 双电层电容（CDL）。 比较 （f） 电化学活性表面积、（g） 比活性和 （h） 周转频率。
至 IRCO013. 使用 （A） OER（以 100 mA cm2 插入）和 （B） HER（10 mA cm2）进行连续恒流测试。
A、B）TEM图像，（C）SEAD图像，（DG）IR，CO和O元素映射，（H）IRCo013稳定前后的IR 4F XPS光谱比较。
a） 使用 IRC013 / irco0.13的PEMWE示意图。 （B） 使用 Nafion 115 膜在 80 处获得的 PEMWE 极化曲线。 （c） 电化学阻抗谱（插入拟合奈奎斯特图的等效电路）和 （d） 1 acm2 的恒流测试。
综上所述，我们通过化学还原和电化学氧化策略制备了一种新型的高活性、耐腐蚀的富含CO-vacancy的Ircox双功能纳米合金，以促进酸性介质中电催化的整体水分解。 相互连接的纳米合金主链结构暴露出更多的活性位点，为气态产物的释放提供了运输通道。 同时，IR和CO原子之间较强的电子相互作用以及由此产生的CO空位有助于通过优化相邻IR活性位点的电子结构来提高催化剂的本构活性和稳定性。 CO的掺入增加了IR纳米金属的电导率，增加了电化学活性表面积，并加速了电荷转移和Oer&Her动力学。 因此，代表 IRCO013 性能显著提高。 此外，与商业材料相比，组装的PEMWE表现出优异的单电池性能（168 v@1 a cm2），并在连续稳定电解415 h下获得优异的稳定性。 本工作为高活性和稳定性双功能纳米合金的设计与制备提供了新的策略。
ultrastable and highly active co-vacancies-enriched irco bifunctional nanoalloys for proton exchange membrane water electrolysis - sciencedirect