Membran Pertukaran Proton (PEM)teknologi elektrolisis air boleh secara langsung berganding dengan sumber tenaga boleh diperbaharui yang turun naik untukpengeluaran hidrogen. Pendekatan ini bukan sahaja memastikan keselamatan grid tetapi juga membolehkan pengagihan semula sumber boleh diperbaharui, menjadikannya asas teknologi yang penting untuk mencapai neutraliti karbon. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh persekitaran berasid daripadaElektrolisis air PEM, teknologi pada masa ini sangat bergantung pada iridium, logam berharga yang stabil dalam keadaan berasid, sebagai pemangkin anod. Iridium ialah salah satu sumber paling jarang di Bumi, dengan pengeluaran tahunan hanya 6-8 tan, dan kekurangannya menimbulkan cabaran besar untuk meningkatkan pengeluaran hidrogen berasaskan PEM.
Sebagai tindak balas kepada ini, pasukan penyelidik yang diketuai oleh Ryuhei Nakamura menemui dan memanfaatkan pertalian istimewa antara mangan (Mn) dan iridium (Ir), membangunkan pemangkin iridium heksavalen terdispersi (IrVI-ado) yang sangat stabil secara atom. Pemangkin baharu ini mengekalkan aktiviti dan kestabilan yang tinggi sambil mengurangkan pemuatan iridium kepada di bawah 0.1 mg/cm², lebih daripada 95% lebih rendah daripada pemuatan iridium semasa dalam elektrolisis air PEM (2-4 mg/cm²). Berbanding dengan pemangkin Ir⁴⁺ yang biasa digunakan, mangkin novel ini mempunyai keadaan valens yang lebih tinggi (Ir⁶⁺) dan tersebar secara atom pada permukaan γ-MnO₂. Keadaan Ir⁶⁺ meningkatkan aktiviti intrinsik dan kestabilan iridium, manakala penyebaran tahap atom membolehkan hampir 100% penggunaan iridium. Pasukan ini menjalankan analisis komprehensif tentang sintesis, ciri struktur dan prestasi elektrolisis air PEM pemangkin Ir, menjelaskan interaksi antara Mn dan Ir dan menunjukkan prestasi unggul pemangkin dengan pemuatan iridium kurang daripada 0.1 mg/cm² dalam Elektrolisis PEM.
Penemuan penyelidikan telah diterbitkan dalamSainsdi bawah tajuk "Atomically Dispersed Hexavalent Iridium Oxide from MnO₂ Reduction for Oxygen Evolution Catalysis." Pengarang yang sepadan ialah Ailong Li dan Ryuhei Nakamura, dengan Ailong Li dan Shuang Kong sebagai pengarang pertama.
