质子交换膜水电解（PEMWE）技术作为一种具有广阔前景的绿色氢气生产方式，正日益受到全球范围内的关注与重视。然而，其大规模推广与应用却面临着铱（Ir）这一关键催化材料稀缺性的严峻挑战。为了克服这一难题，科学家们不断探索如何在不混溶的电陶瓷基体中实现铱的均匀分散，以期在提升催化质量活性的同时，增强结构的稳定性，从而有效减少对铱资源的依赖。
近期，德国航空太空中心的研究人员Aldo Saul Gago取得了一项突破性进展。他报道了一种全新的低铱质子交换膜水电解槽催化剂的快速且可扩展的一步法生产工艺。这一创新方法不仅显著降低了铱的用量，还通过优化催化剂的制备流程，实现了生产效率的大幅提升。这一研究成果不仅为PEMWE技术的商业化应用提供了有力的技术支撑，更为推动全球绿色能源转型、实现可持续发展目标注入了新的活力。
核心要点1：
本研究揭示了一个重要发现，即通过高度可扩展的火焰喷雾热解（FSP）工艺精心制备的IrySn0.9(1-y)Sb0.1(1-y)Ox固溶体，在质子交换膜水电解（PEMWE）中展现出了卓越的阳极电催化性能。
尤为值得一提的是，该催化剂层（CL）中的铱（Ir）含量极低，仅为0.2 mg cm^-2。这一创新成果得益于前体在高温火焰中金属蒸气的剧烈混合以及显著的热梯度效应，这些因素共同促进了稳定自存的4-6纳米颗粒内部形成亚纳米级的熵混合结构，从而显著提升了催化剂的活性与稳定性。
核心要点2：
经过深入细致的研究，我们进一步证实了通过一步法制备的固溶体电催化剂在析氧反应（OER）中展现出了非凡的活性，其性能相较于传统的Ir黑催化剂高达四倍之优。
尤为重要的是，当这种高性能的催化剂应用于质子交换膜水电解（PEMWE）的阳极时，不仅在长达2000小时的连续测试中保持了卓越的性能和稳定性，而且其铱（Ir）的负载量相较于现有技术降低了整整十倍。这一突破性进展不仅彰显了固溶体电催化剂在PEMWE领域的巨大潜力，更为推动绿色能源技术的革新与发展开辟了新的道路。
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