高効率かつpH普遍的な全体水分解のためのイリジウムナノクラスター二機能電極触媒の調整工学

水の電気分解は、世界的なエネルギーおよび環境危機を緩和するための有望なエネルギー変換および貯蔵技術を提供しますが、カソードの水素進行反応 (HER) とアノードの酸素進行反応 (OER) の遅い動力学を促進するための高効率でpH普遍的な電極触媒はまだ不足しています。本研究では、すべてのpH条件においてHERおよびOERの両方に対して効率的かつ堅牢な電極触媒として窒素および硫黄共ドープグラフェンに埋め込まれた均一に分散したイリジウムナノクラスターを報告し、中性、酸性およびアルカリ性電解質でそれぞれ300、190および220 mVの過電圧で10 mA cm-2の電流密度に達しました。プロービング実験、オペランドX線吸収分光法、および理論計算に基づき、我々は高い触媒活性を、窒素および硫黄と配位したイリジウムサイトの調整可能で好ましい電子状態に由来する水素（HER用）および酸素化中間体種（OER用）への最適な結合に起因していると考えています。