鄭州大學材料科學與工程學院在高活性高熵材料電極方面取得新進展

　　【儀表網 研發快訊】近日，鄭州大學材料科學與工程學院湯克勇教授、李修敏博士團隊與美國萊斯大學、南洋理工大學、鄭州航空工業管理學院合作，在高活性高熵材料電極領域取得新進展。堿性析氧反應(OER)主要包括四步基本反應，涉及HO*、O*、HOO*等中間體。傳統催化劑單一活性位點難以平衡其吸附自由能，導致其只能高效地催化OER某一基元反應，而對其他基元反應難以兼顧。因此，嚴重影響了催化劑的催化活性，阻礙了其實際應用。由于目前基于不同基元反應特性，缺乏針對性的研究，構筑低成本、高活性的析氧反應電極面臨巨大挑戰。
 

　　該工作采用電沉積方法合成了包含Fe、Ni、Co、Cu和Y金屬元素的高熵金屬有機框架，以此為模板，合成了具有多種催化活性位點的高熵磷化物/碳(FeCoNiCuYP/C)復合催化劑。研究表明，Cu/Y和Fe原子之間的補償電子結構，可以優化催化劑與中間體的結合強度。Fe和Ni/Co位點分別傾向于穩定HO*和HOO*中間體，有利于打破其在OER過程中的吉布斯自由能制約關系。FeCoNiCuYP/C電催化劑表現出優異的OER性能和優異的穩定性。該項工作為設計高效高熵電催化劑提供了一條創新途徑，對前沿電催化應用具有重要意義。
 

　　相關成果以“Amorphous high-entropy phosphide nanosheets with multi-atom catalytic sites for efficient oxygen evolution”為題并作為底頁封面文章發表在材料學科國際頂級期刊《Advanced Materials》上。鄭州大學材料科學與工程學院為第一單位，李修敏博士為第一作者，湯克勇教授等為共同通訊作者。該研究得到河南省科技廳、河南省教育廳和人工智能新加坡計劃等基金的支持。