氢气被认为是未来人类社会最理想的能源载体，相应的氢能产业备受各个国家的重视。其中质子交换膜（PEM）水电解制氢技术具有工作电流密度高且能够适应可再生资源发电波动性，被认为是极具前景的电解水制氢技术。然而，目前市售铱基催化剂的催化活性和稳定性还远远无法满足大规模商业化电解水产氢的要求，而且Ir在地球上的存储稀缺，因此，降低Ir的用量并提升催化活性和稳定性成为PEM水电解制氢领域的研究重点。

针对此，我们设计了表面部分氧化的Au@AuIr₂核壳合金纳米催化剂。采用核-壳的合金结构可以使Ir原子暴露在催化剂表面从而实现最大化的原子利用率，Au作为核不仅能够有效调节Ir的电子态从而提升催化性能，而且还能够极大的延长使用寿命。理论计算的结果表明部分氧化的Au@AuIr₂核壳合金纳米颗粒具有更高效析氧反应的催化性能。Au@AuIr₂核壳合金同时作为水分解的阳极析氧反应和阴极析氢反应的双功能催化剂，仅需1.55V的工作电压就能够实现10 mA/cm²的电流密度，活性长达40小时，优于多数文献报道的双功能催化剂以及市售催化剂的性能。该研究成果表明，通过表面氧化和材料组成的合理设计可以使不同中间体的结合达到平衡，有利于优化催化性能及提升催化剂的使用寿命。