锂氧电池(Li-O₂)由于具有极高的理论能量密度受到了研究人员广泛的关注，并成为很有前景的能源转化与储存体系。但由于其存在诸多问题，锂氧电池的应用一直存在很大挑战。锂氧电池目前存在的最关键挑战之一是其缓慢的氧还原反应(ORR)与氧析出反应(OER)导致的高充放电过电位，其会加剧电解液以及正极材料的氧化，从而导致电池性能快速衰减。因此，设计高效ORR以及OER的锂氧电池正极催化剂迫在眉睫。

近日，北京大学郭少军教授团队可控制备出新型铂铱(PtIr)多荚状合金，长度约为45 nm、宽度约为10 nm。发现Ir原子的引入可向Pt原子转移电子从而降低Pt原子的路易斯酸度，进而显著降低了d带中心、削弱其与中间产物超氧化锂(LiO₂)之间的吸附能，从而显著提升放电过程(ORR)与充电过程(OER)的性能。

在100 mA/g的电流密度以及1000 mAh/g的容量时，PtIr多荚状合金正极材料表现出较低的放电(0.11 V)与充电(0.33 V)过电位；甚至保持限制容量不变、电流密度提高到500 mA/g时，PtIr多荚状合金正极材料依然能够稳定地循环180圈。

密度泛函理论（DFT）计算、XPS以及UPS表明，由于PtIr合金中Pt的电负性大于Ir，电子将从Ir原子向Pt原子转移，从而降低Pt原子的路易斯酸度。较低路易斯酸度的Pt原子将导致PtIr合金中Pt的d带中心下移，进而降低了其与中间产物LiO₂之间的吸附作用，因此显著提升了ORR与OER性能。

该工作为设计高性能的贵金属基锂氧正极材料提供了一种新的概念材料体系。

论文信息：

Lewis-Acidic PtIr Multipods Enable High-Performance Li–O₂ Batteries

Yin Zhou,Kun Yin,Qianfeng Gu,Lu Tao,Yiju Li,Hao Tan,Jinhui Zhou,Wenshu Zhang,Hongbo Li,Prof. Shaojun Guo

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202114067