具有100%活性位點的單原子催化劑(SAC)在析氧反應(OER)中具有良好的應用前景。然而，進一步提高其OER催化活性相當具有挑戰(zhàn)性，特別是對于過電位<180 mV的穩(wěn)定SAC的開發(fā)。

南方科技大學谷猛和賓夕法尼亞大學Joseph S. Francisco等報道了一種Ir原子摻雜的Ni₂P催化劑(Ir_SA-Ni₂P)，具有優(yōu)異的OER活性。

作者通過“自上而下”磷化過程在磷化鎳上摻雜銥單原子。在1.0 M KOH溶液中，當電流密度為10 mA cm^-2時，Ir_SA-Ni₂P的OER過電位僅為149 mV。在1.53 V_RHE下，Ir_SA-Ni₂P上的電流密度要比廣泛使用的IrO₂高約28倍。

實驗結果和DFT計算均表明Ir單原子優(yōu)先占據(jù)頂面的Ni位點，而不是并入晶格中。重建的Ir-O-P/Ni-O-P配位環(huán)境對OER中間體具有最佳吸附和解吸，這導致OER活性的顯著增強。

此外，Ni@Ir粒子特定結構的動態(tài)“自上而下”形成是催化劑具有強大的單原子結構的原因，也是OER過程高穩(wěn)定性的原因。這種Ir_SA-Ni₂P催化劑為簡化修飾策略和進一步提高OER性能提供了新的思路。

Single iridium atom doped Ni₂P catalyst for optimal oxygen evolution. Journal of the American Chemical Society, 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c04682