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彭旭副教授在高熵合金电催化领域取得新进展

来源：化学化工学院作者：化学化工学院发布时间：2025-04-09 浏览次数：次

4月8日，《自然·通讯》(Nature Communications)在线刊发了化学化工学院彭旭副教授题为“High-entropy alloyenables multi-path electron synergismandlattice oxygen activationfor enhanced oxygen evolution activity”的研究论文。湖北大学彭旭副教授和华中科技大学于海滨教授为共同通讯作者。

电催化析氧反应(OER)是电解水制氢等清洁能源技术的核心步骤，但其缓慢的反应动力学严重制约了能源转换效率。传统催化剂主要通过金属位点吸附反应中间体（AEM机制）进行催化，存在理论过电位下限。而通过晶格氧直接参与反应的晶格氧活化机制（LOM）虽能突破这一限制，却面临金属高价态不稳定、氧活化困难等挑战。

该研究工作巧妙利用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。同时，创新性地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。其中，镍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氧脱附能垒，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。

该项工作得到了武汉市知识创新专项、湖北大学原创探索种子专项的支持。

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

（审稿：张修华）

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