质子交换膜水电解制氢反应：铱基催化剂设计研究进展

李赢华1,2，皮晓琳3，李鸿鹏3，田乙然3，王钰锟3，张毅,2，张振强3，唐振艳3，徐超4，姚苌3（１昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室；２昆明学院化学化工学院；３云南贵金属实验室有限公司；４华东理工大学化工学院）

摘要：质子交换膜（PEM）水电解制氢技术在克服间歇性可再生能源利用障碍以及在减少碳排放方面具有重要意义。由于反应条件苛刻和析氧反应（OER）中的缓慢四电子转移过程，贵金属铱（Ir）凭借其卓越的耐腐蚀性，成为酸性电解水的理想选择。然而，Ir资源的稀缺性和高昂成本严重制约了其商业化和大规模应用。因此，如何合理设计和高效制备Ir基催化剂对电解水制氢至关重要。本文综述了近年来Ir基催化剂在酸性介质中电解水制氢领域的研究进展，重点讨论了三种催化剂的合成策略：特殊形貌的Ir基催化剂合成策略、Ir与其他金属的合金化策略以及氧化铱的改性策略。此外，还展望了PEM水电解OER Ir基催化剂在材料改性方面的发展方向。通过对现有研究成果的综合分析，本文可为未来的研究提供理论基础和实践指导。

关键词：质子交换膜；析氧反应；电解水；铱催化剂；催化剂设计