11月12日消息，据材料科学资讯平台AZoM报道，美国能源部阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的研究团队在电催化研究中取得进展：他们系统比较了多个结构明确的铱（Ir）晶体表面在能源相关电化学反应中的表现，揭示了晶体表面原子几何结构对铱催化性能的决定性作用。相关研究以燃料电池与制氢技术为应用背景。

研究团队用了一个直观的比喻：就像一颗切割钻石的每个切面反射光线的方式不同，金属单晶的不同晶面暴露出的原子排列模式也各不相同——有的晶面原子排列致密，有的则相对稀疏，这导致同一金属的不同晶面呈现出完全不同的化学行为。

铱与铂、金同属一个金属族，但其催化行为的规律性认知远不如铂充分。阿贡电化学家Pietro Papa Lopes指出，认知缺口使得研究者难以预测铱作为电极界面时在反应中的具体表现。此次研究通过在氢气生产与燃料电池相关的重要反应中对多个铱晶面进行基准化对比，为铱催化剂的理性设计提供了实验基准。

铱是质子交换膜（PEM）电解水制氢阳极催化剂的关键元素，全球年产量稀少且价格远高于铂，用量削减是PEM制氢降本的核心课题之一。该成果的意义在于：若能通过晶面工程让铱原子以最有利的几何构型参与催化，就有可能在更少用量的情况下维持活性，为下一代低铱催化剂的设计指明方向。 （来源：AZoM）