电解水制氧气和氢气一直受到人们的关注。相比较于析氢过程,析氧发生地更缓慢,研究者主要关注阳极氧化过程。酸性条件下的电化学水解过程,由于析氧阳极高的过电位,导致了大量的能量损失。因此,寻找最佳的析氧电催化剂来减少能量损失是极为重要的。实验研究表明金红石结构的氧化物,如Ru O2,Ir O2,析氧活性比金属电极好[1]。Ru O2的析氧过电位比Ir O2低,但其酸性条件下易被氧化成Ru O3,Ir O2的稳定性较好[2]。而贵金属Ru,Ir的消耗及其高的价格,限制了商业化应用。如何降低贵金属的用量制备出有较好活性的电催化剂是研究者追求的目标。Nφrskov等[3-4]运用DFT方法计算比较了不同氧化物析氧反应的活性趋势,与实验趋势大体相符。本文借助于密度泛函理论方法,计算了金红石结构Ir O2(110)面析氧过程的相图,表明被氧覆盖的Ir O2(110)面比被OH覆盖活性高。在水电解的四电子解离过程中,采用有一个氧空穴的被氧覆盖的Ir O2(110)研究其对中间物种OH,O,OOH的吸附。析氧过程中,由*O转变成*OOH为速控步。通过探究不同金属替换掺杂的二氧化铱电极的析氧热力学过程得到理论过电位,进而筛选出过电位低于二氧化铱的掺杂金属离子。