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于海濱/曾明華/彭旭AM: 高熵合金電極中氧化物的工程微疇以實(shí)現(xiàn)高效的OER

當(dāng)前電催化反應(yīng)的一個(gè)重要目標(biāo)是利用簡(jiǎn)單的方式和低廉的價(jià)格從原子水平開(kāi)發(fā)出多級(jí)結(jié)構(gòu)的集成電極。

華中科技大學(xué)于海濱、湖北大學(xué)曾明華和彭旭等人通過(guò)金屬冶煉法開(kāi)發(fā)了一系列氧微合金高熵合金(O-HEAs)，其中(CrFeCoNi)₉₇O₃塊狀O-HEA具有優(yōu)異的析氧反應(yīng)(OER)性能。

高熵合金(HEA)中Cr₂O₃微疇在提高電催化劑OER活性方面起著關(guān)鍵作用：i)Cr₂O₃固溶體中微疇的形成改變了HEA基質(zhì)的局部配位環(huán)境；ii) Cr離子浸出促進(jìn)了電催化過(guò)程中的有效電荷轉(zhuǎn)移；iii) Cr離子浸出導(dǎo)致界面重建和非晶化。

(CrFeCoNi)₉₇O₃塊狀O-HEA顯示出優(yōu)異的電催化析氧反應(yīng)(OER)性能，在1 M KOH溶液中，電流密度為10 mA cm^-2時(shí)的過(guò)電位和Tafel斜率分別達(dá)到196 mV和29 mV dec^-1，并且穩(wěn)定性超過(guò)120小時(shí)。

氧微合金HEAs誘導(dǎo)形成氧化物微疇，不僅提高了塊狀材料的催化活性和穩(wěn)定性，而且允許通過(guò)簡(jiǎn)單的鑄造冶金過(guò)程進(jìn)行量產(chǎn)，避免復(fù)雜的濕化學(xué)過(guò)程，有利于工業(yè)HEA電極材料的應(yīng)用。

Engineering microdomains of oxides in high-entropy alloy electrodes toward efficient oxygen evolution. Advanced Materials, 2021. DOI: 10.1002/adma.202101845

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