胡良兵AEM：高熵金属硫化物纳米颗粒用于高效析氧反应

Nanoyu

2020-12-01

由于其良好的催化活性，具有多元素特性的过渡金属硫化物代表了一类有前途的析氧反应催化剂（OER）。但是，由于硫化物结构中多金属元素的热力学不相容性，其合成仍然是一个挑战。

近日，美国马里兰大学胡良兵教授，匹兹堡大学Guofeng Wang报道了通过脉冲热分解方法合成了均匀混合和熵稳定的HEMS（CrMnFeCoNi)S_x纳米颗粒，以克服不溶混性的限制。

文章要点

1）计算结果表明，多个金属位之间的电荷态发生迁移，从而调节了电子结构，进而提高了催化剂的OER的性能。

2）当作为OER催化剂进行测试时， HEMS（CrMnFeCoNi)S_x纳米催化剂验证了计算预测的协同效应，具有良好的催化活性和较长的耐久性。与一元、二元、三元和四元硫化物相比，（CrMnFeCoNi)S_x纳米颗粒表现出最好的活性之一（在1 m KOH溶液中100 mA cm⁻²时，过电位低至295 mV）和良好的耐久性（计时电位法10 h后仅有轻微极化）。

3）HEMS作为电催化剂具有良好的应用前景，而合成方法则为拓展该类材料的组成空间提供了一条通用途径。

这项研究为合成各种高熵复合纳米颗粒（氧化物、硫化物、磷化物和硒化物等）开辟了一条新的道路，适用于一系列能源和催化应用。

Mingjin Cui, et al, High-Entropy Metal Sulfide Nanoparticles Promise High-Performance Oxygen Evolution Reaction, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002887

https://doi.org/10.1002/aenm.202002887