來自韓國和美國的研究人員通過改良甲酸還原法開發出了一種新型介孔氧化鉭（Ta2O5）支撐銥（Ir）納米結構催化劑，可實現高效的PEM水電解。
據研究人員稱，這種銥催化劑能顯著提高析氧反應（OER）速度，并在長時間的單電池運行中表現出較高的催化活性和長期穩定性。
研究人員說，全球對能源的需求與日俱增，在尋求清潔、環保能源解決方案的過程中，可運輸的氫能大有可為。在這方面，通過水電解將多余電能轉化為可運輸氫能的質子交換膜水電解器（PEMWE）引起了極大興趣。
然而，由于析氧反應速率緩慢以及電極中昂貴的金屬氧化物催化劑（如銥和釕氧化物）負載水平高，PEMWE在制氫方面的大規模應用仍然受到限制。因此，研究人員指出，要廣泛應用PEMWE，就必須開發具有成本效益和高性能的析氧反應催化劑。
負責牽頭這項研究的韓國光州科學技術學院的 Chanho Pak表示：“富電子銥納米結構均勻分散在通過軟模板方法結合乙二胺環繞工藝制備的穩定介孔Ta2O5載體上，能夠有效地將單個PEMWE電池中的銥量降低到0.3mg cm-2。”
重要的是，研究小組發現，創新的Ir/Ta2O5催化劑設計不僅提高了銥的利用率，還有助于提高電導率和增大電化學活性表面積。
此外，X射線光電子學和X射線吸收光譜顯示，Ir和Ta之間存在很強的金屬支撐相互作用，而密度泛函理論計算則表明，Ta向Ir之間存在電荷轉移，從而誘導了O和OH等吸附劑的強結合，并在氧化OER過程中保持了Ir的比例，研究小組指出，這反過來又增強了Ir/Ta2O5的活性，其過電位為0.385 V，低于IrO2的0.48 V。研究小組還說，他們通過實驗證明了這種催化劑的高OER活性。
Pak推測：“OER效率的提高補充了PEMWE工藝的成本效益，增強了其整體性能。或將徹底改變PEMWE的商業化，加速其作為制氫主要方法的應用。”
