维度网讯，澳大利亚阿德莱德大学（University of Adelaide）与日本东北大学（Tohoku University）、东京理科大学（Tokyo University of Science）以及美国范德堡大学（Vanderbilt University）合作，开发出一种仅由15个铱原子组成的微小催化剂，其质量活性达到商用铱催化剂的1.5倍，并表现出优异的耐久性。

绿色氢气通过可再生电力将水分解为氢气和氧气。该过程中的析氧反应（OER）发生在高度酸性和腐蚀性环境中，铱是少数能承受这种环境的催化剂之一，但其成本和可用性有限，研究目标在于减少铱的使用量同时最大化反应活性。制造原子级精确的金属纳米团簇是减少铱用量的途径之一，但将金属颗粒缩小至1纳米会增大比表面积和活性位点，同时铱在暴露于空气时易氧化而变得不稳定。

为克服不稳定性，研究团队设计了一种使用乙二醇的多元醇还原方法和配体交换过程。通过用一氧化碳和三苯基膦分子包裹铱原子核心，获得了由15个原子组成的铱纳米团簇，该团簇即使在空气中合成也能保持高度稳定且抗氧化。随后，研究人员将纳米团簇附着在炭黑载体上，制备出平均粒径为0.9纳米的固体催化剂。测试表明，该材料质量活性比传统商用铱催化剂高出约1.5倍，并可连续运行超过20小时而性能无明显下降。进一步分析显示，铱颗粒的超微型化改变了其电子特性，使化学反应更高效发生。

东北大学（Tohoku University）代表根岸雄一（Yuichi Negishi）表示，这些发现将有助于制造高性价比、高性能的金属纳米团簇，以应对全球能源和环境挑战。该研究成果发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。

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