เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (พีอีเอ็ม)เทคโนโลยีอิเล็กโทรไลซิสของน้ำสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวนได้การผลิตไฮโดรเจนแนวทางนี้ไม่เพียงแต่รับประกันความปลอดภัยของโครงข่ายไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถกระจายทรัพยากรหมุนเวียนได้อีกด้วย ทำให้เป็นรากฐานทางเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า พีอีเอ็มปัจจุบันเทคโนโลยีนี้พึ่งพาอิริเดียมซึ่งเป็นโลหะมีค่าที่เสถียรภายใต้สภาวะกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาขั้วบวกเป็นอย่างมาก อิริเดียมเป็นทรัพยากรที่หายากที่สุดชนิดหนึ่งบนโลก โดยมีผลผลิตเพียง 6-8 ตันต่อปี และความขาดแคลนของอิริเดียมทำให้การขยายขนาดการผลิตไฮโดรเจนจาก พีอีเอ็ม เป็นเรื่องท้าทายอย่างยิ่ง
เพื่อตอบสนองต่อเรื่องนี้ ทีมวิจัยที่นำโดย ริวเฮ นากามูระ ได้ค้นพบและใช้ประโยชน์จากความสัมพันธ์พิเศษระหว่างแมงกานีส (เอ็มเอ็น) และอิริเดียม (อิร) โดยพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอิริเดียมเฮกซะวาเลนต์ที่กระจายตัวในระดับอะตอมที่เสถียรสูง (อิรวีไอ-อาโดะ) ตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่นี้รักษากิจกรรมและความเสถียรสูงในขณะที่ลดปริมาณอิริเดียมให้ต่ำกว่า 0.1 มก./ซม.² ซึ่งต่ำกว่าปริมาณอิริเดียมในปัจจุบันในการอิเล็กโทรไลซิสน้ำ พีอีเอ็ม (2-4 มก./ซม.²) มากกว่า 95% เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยา อิร⁴⁺ ที่ใช้กันทั่วไป ตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่นี้มีสถานะวาเลนซ์ที่สูงกว่า (อิร⁶⁺) และกระจายตัวในระดับอะตอมบนพื้นผิวของ γ-เอ็มเอ็นโอ₂ สถานะ อิร⁶⁺ ช่วยเพิ่มกิจกรรมภายในและความเสถียรของอิริเดียม ในขณะที่การกระจายตัวในระดับอะตอมทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากอิริเดียมได้เกือบ 100% ทีมงานได้ทำการวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับการสังเคราะห์ ลักษณะโครงสร้าง และประสิทธิภาพการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ พีอีเอ็ม ของตัวเร่งปฏิกิริยา อิร โดยชี้แจงปฏิสัมพันธ์ระหว่าง เอ็มเอ็น และ อิร และสาธิตประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยการโหลดอิริเดียมน้อยกว่า 0.1 มก./ซม.² ในเครื่องอิเล็กโทรไลซิส พีอีเอ็ม
ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในศาสตร์ภายใต้ชื่อ "แบบอะตอม กระจายตัว เฮกซะวาเลนต์ อิริเดียม ออกไซด์ จาก เอ็มเอ็นโอ₂ การลดน้อยลง สำหรับ ออกซิเจน วิวัฒนาการ การเร่งปฏิกิริยา.ดิ๊ๆๆๆ ผู้เขียนที่ติดต่อได้คือ ไอหลง หลี่ และ ริวเฮ นากามูระ โดย ไอหลง หลี่ และ ชวง คอง เป็นผู้เขียนรายแรก
