Ruddlesden–Popper Sr2IrO4のプロトネーションの最初の例：水酸化反応触媒の強化への道

水の電気分解は、余剰の再生可能エネルギーを水素に貯蔵し変換する有望な方法と考えられており、水素はハーバー・ボッシュ法など多くの化学変換プロセスにとって高い価値を持っています。ポリマー電解質膜水電解（PEMWE）技術の導入を促進するための主な課題は、酸性条件下での酸素発生反応（OER）のための堅牢な触媒の設計にあります。なぜなら、ほとんどの遷移金属系酸化物は、これらの厳しい酸性条件下で構造的劣化を受けるからです。OER触媒としての候補材料の多様性を広げるために、最近、特異な構造特性と安定性を持つ結晶性プロトン化イリジウム化合物に到達するための陽イオン交換合成ルートが探求されました。本研究では、親Ruddlesden–Popper Sr2IrO4相から室温でSr2+/H+陽イオン交換を経て調製された新しいプロトン化相 H3.6IrO4·3.7H2Oについて説明します。これは、ペロブスカイト様相から形成される結晶性プロトン化イリジウム化合物の最初の発見であり、頂点で連結されたIrO6八面体を持つ層状構造を採用しています。さらに、H3.6IrO4·3.7H2Oは、他のペロブスカイト基イリジウム化合物よりも優れた特異的触媒活性を持つだけでなく、ナノサイズのIrOx粒子と比較可能な質量活性も示し、酸中でプロトンを可逆的に交換できる能力により触媒安定性が改善されています。