基于這種非貴金屬高熵合金和高熵氧化物的異質結構,金屬顆?赏ㄟ^與高熵氧化物的強相互作用在析氧反應電催化過程中得到穩定。此外,由于與鄰近高熵氧化物存在排斥作用,含氧中間產物在活性金屬位點上的強結合力在很大程度上被削弱,從而改善了析氧反應動力學,同時提高了非貴金屬高熵合金和高熵氧化物催化劑的穩定性。
該催化劑是通過早期過渡金屬誘導的非貴金屬高熵合金原位相變合成的,其相變激發了暴露在催化劑表面的大量活性非貴金屬高熵合金和高熵氧化物界面,從而加速了析氧反應過程。憑借這種獨特策略,研究團隊制備的這種五元異質催化劑,在100毫安每平方厘米電流密度下,100小時后顯示出247毫伏的超低過電位;即便工業條件苛刻,電流密度在500毫安每平方厘米下保持500小時后,其活性損失幾乎可以忽略不計,具有出色的長期穩定性。
研究顯示,高熵氧化物的形成誘導了軌道位錯效應,不僅提供了高電活性的位點,而且促進了位點間的電子轉移,增強了電活性,實現了高效持久析氧反應。這為設計基于非貴金屬高熵合金的精細異質結構提供了思路,同時為構筑高效、穩定的工業電解水催化劑提供了新視角。