质子交换膜电解水（PEMWE）制氢技术凭借转化效率高、产氢纯度高等优势，在绿氢规模化制备领域展现出巨大应用潜力。但酸性严苛工况下铱基阳极存在析氧反应动力学迟缓，同时面临活性与稳定性难以兼顾的固有矛盾。高铱用量、偏低的质量活性进一步制约了PEM电解槽的大规模商业化落地，因此开发兼具高活性、长寿命、低铱消耗的酸性全解水电催化剂成为行业迫切需求。

针对上述挑战，我院科研团队创新提出配体辅助发泡制备方法，借助水热—高温煅烧耦合工艺，可控合成出原子级Sm掺杂强化的Ir/IrO₂异质界面电催化剂Sm_0.18Ir/IrO₂。结合理论模拟与多项实验表征结果证实：原子级分散Sm掺杂剂发挥电子供体作用，通过SmOIr桥氧键实现电荷重分布，有效下移Ir的d带中心，强化IrO共价键，缓解Ir活性位点不可逆过度氧化与金属溶出。同时，异质界面结构可以重构反应中间体吸附能，优化酸性条件下析氧、析氢反应动力学。得益于这种原子—界面跨尺度协同的改性策略，Sm_0.18Ir/IrO₂催化剂实现了优异的双功能电催化性能，同时兼具出色的质量活性与超长循环稳定性。此外，该原子稀土掺杂改性策略可拓展应用于其他铱基异质催化体系，为同步实现界面构筑与电子结构调控、开发新型酸性电解水催化材料提供了新思路。

该研究成果以“Atomic Samarium Doping ReinforcesIr/IrO₂Heterointerface for Efficient Acidic Overall Water Splitting”为题，发表于国际知名期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区 TOP，IF = 19.9）。2024级硕士研究生程红林为论文的第一作者，通讯作者为刘翔宇教授、郭燕副教授、裴加景博士。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.78646