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《自然·通讯》刊发于海滨教授团队高熵合金电催化领域研究成果

发布日期:2025-04-09    作者:     来源:     点击:

(通讯员 张涛)48日,《自然·通讯》(Nature Communications)在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心于海滨教授团队题为“High-entropy alloyenables multi-path electron synergismandlattice oxygen activationfor enhanced oxygen evolution activity”的研究论文。该成果由于海滨教授团队和湖北大学彭旭副教授合作完成,我校为论文第一单位,于海滨教授和彭旭副教授为论文共同通讯作者,中心2020级博士生张涛和博士生赵慧峰为论文共同第一作者,深圳理工大学彭晶副研究员参与相关工作。

电催化析氧反应(OER)是电解水制氢等清洁能源技术的关键步骤,其缓慢的反应动力学限制了整体能源转换效率。传统催化剂主要依赖金属位点吸附反应中间体(AEM机制)进行反应,受限于理论过电位下限。尽管晶格氧活化机制(LOM)可突破该限制,但面临金属高价态不稳定和氧活化效率低等问题。

高熵合金中多路径电子协同激活晶格氧活化参与析氧反应

该研究工作基于高熵合金的多元组分特性,通过多种金属元素的配合,构建多路径电子协同策略,实现了电子结构的精准调控。此外,利用高熵合金的多元素协同效应,成功激活了晶格氧参与反应的新机制,为开发高效稳定的OER催化剂提供了新思路。研究表明,Ni位点的高价态促进了晶格氧活化,而弱Co-O键的引入则显著降低了O-O形成能垒,形成了高效的Ni-Co双活性中心。这种多元素协同的设计策略,不仅突破了传统单金属催化剂的性能限制,还通过表面重构形成了稳定的非晶结构,实现了催化活性和稳定性的双重提升。

该工作深入揭示了高熵合金催化剂中多元素协同的构效关系,为设计新型高效能源转换材料提供了重要理论基础。

该项工作得到了国家自然科学基金等项目支持。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-58648-y