【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院湯克勇教授、李修敏博士團(tuán)隊(duì)與美國萊斯大學(xué)、南洋理工大學(xué)、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院合作，在高活性高熵材料電極領(lǐng)域取得新進(jìn)展。堿性析氧反應(yīng)(OER)主要包括四步基本反應(yīng)，涉及HO*、O*、HOO*等中間體。傳統(tǒng)催化劑單一活性位點(diǎn)難以平衡其吸附自由能，導(dǎo)致其只能高效地催化OER某一基元反應(yīng)，而對其他基元反應(yīng)難以兼顧。因此，嚴(yán)重影響了催化劑的催化活性，阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。由于目前基于不同基元反應(yīng)特性，缺乏針對性的研究，構(gòu)筑低成本、高活性的析氧反應(yīng)電極面臨巨大挑戰(zhàn)。
該工作采用電沉積方法合成了包含F(xiàn)e、Ni、Co、Cu和Y金屬元素的高熵金屬有機(jī)框架，以此為模板，合成了具有多種催化活性位點(diǎn)的高熵磷化物/碳(FeCoNiCuYP/C)復(fù)合催化劑。研究表明，Cu/Y和Fe原子之間的補(bǔ)償電子結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化催化劑與中間體的結(jié)合強(qiáng)度。Fe和Ni/Co位點(diǎn)分別傾向于穩(wěn)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(guān)系。FeCoNiCuYP/C電催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的OER性能和優(yōu)異的穩(wěn)定性。該項(xiàng)工作為設(shè)計高效高熵電催化劑提供了一條創(chuàng)新途徑，對前沿電催化應(yīng)用具有重要意義。
相關(guān)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(fā)表在材料學(xué)科國際頂級期刊《Advanced Materials》上。鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)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。
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