（通讯员 张涛）8月10日，《材料展望》（Materials Futures）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“Three factors make bulk high-entropy alloys as effective electrocatalysts for oxygen evolution”的研究论文。中心博士生张涛和赵慧峰为论文共同第一作者，于海滨教授、湖北大学彭旭副教授以及哈尔滨工业大学黄永江教授为论文共同通讯作者，中国科学院深圳先进技术研究院彭晶副研究员参与相关工作。
析氧反应（OER）是能源转换技术的关键过程，包括电解水、二氧化碳还原和金属-空气电池等。由于阳极的四电子转移需要大的过电位驱动，造成了水分解的效率低。成分复杂合金或高熵合金（HEAs）是由四种及以上元素组成的具有高构型熵的一类新型材料。初步研究已经表明HEAs具有更优异的电催化活性，即使块体高熵电催化剂也可能具有高的OER活性和稳定性。但高熵电催化剂中多种元素和中间反应的协同作用的潜在机制尚不清楚。普遍认为HEAs的性能与其化学无序性有关，在其表面具有最佳的中间体吸附的活性中心将整体提高催化剂的活性。然而最新的研究表明高熵电催化剂的性能还与化学成分、结构以及缺陷密切相关，这表明性能与结构的构效关系仍需要进一步探索。
块体高熵合金作为高效析氧电极的三个关键因素
该工作系统地研究了相结构组成以及Mo掺杂对块体CrFeCoNiMoxHEAs的OER性能的影响，证明了均匀固溶体相优于相分离的块体高熵合金的电催化性能，总结了增强块体HEAs电催化OER活性的三个关键因素，包括：（1）单相固溶体结构在电化学活化后可以保留更多的高价金属；（2）表面重构形成的非晶-晶体结构有利于配位多样性和电子传输；（3）重构表面含有丰富的反应中间体有利于电催化过程。这些结果揭示了HEAs电催化剂与其他OER电催化剂体系的相似之处和独特性。该工作评估了在高熵电催化材料中相结构对于实现高效稳定的电催化至关重要，为未来结构调控的高熵电催化剂的研究和开发提供了指导性策略。
该项工作得到了中央高校基本科研业务费专项基金、国家自然科学基金以及和湖北省自然科学基金的支持。
《材料展望》（Materials Futures）创刊于2022年，由松山湖材料实验室与英国物理学会出版社联合出版，刊载范围聚焦结构材料、能源材料、生物材料、纳米材料、量子材料、信息材料、材料理论与计算，致力于打造材料科学领域的高水平综合性期刊，为全球材料领域科学家搭建学术交流与合作平台。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2752-5724/aceef3
