维度网讯，阿德莱德大学（University of Adelaide）与日本东北大学（Tohoku University）、东京理科大学（Tokyo University of Science）及美国范德比尔特大学（Vanderbilt University）的研究人员合作，成功开发出仅由15个铱原子组成的微观催化剂，其质量活性是市售铱催化剂的1.5倍，并展现出优异的耐久性，有望改进绿色氢气的生产。

绿色氢气通过使用可再生电力将水分解为氢气和氧气制得。该过程中的析氧反应（OER）发生在高度酸性及腐蚀性环境中，铱是少数能承受该环境的催化剂材料之一。但其成本高且资源有限，研究人员正尝试在减少稀有金属用量的同时最大化其反应活性。

制造原子精确的金属纳米团簇是减少铱用量的途径之一。将金属颗粒缩小至1纳米（nm）的团簇可增加比表面积和活性位点，但铱在暴露于空气中易氧化，从而变得不稳定。为解决这一问题，研究团队设计了一种使用乙二醇的多元醇还原方法，并结合配体交换过程来保护铱原子。

研究人员通过一氧化碳和三苯基膦分子封装铱原子核心，获得了由15个原子组成的铱纳米团簇。即使在完全露天环境下合成，这些团簇也保持高度稳定且抗氧化。随后，研究人员将这些纳米团簇附着在炭黑载体上，制成平均粒径为0.9纳米的固体催化剂。

测试结果表明，该新材料的质量活性约为传统商业铱催化剂的1.5倍，且可连续运行超过20小时，性能无显著下降。进一步分析显示，铱颗粒的超微型化改变了其电子特性，使化学反应更高效地发生。

东北大学（Tohoku University）的代表根岸雄一（Yuichi Negishi）表示，这一发现有望改进绿色氢气的生产，并为开发具有成本效益的高性能金属纳米团簇提供新方向，以应对紧迫的全球能源和环境挑战。相关研究成果已发表在《美国化学学会期刊》（Journal of the American Chemical Society）上。

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