Nat Commun：高熵尖晶石氧化物中混合和应变对析氧反应的协同效应

Nanoyu

2023-09-23

开发稳定高效的电催化剂对于提高可持续制氢中的析氧反应（OER）速率至关重要。高熵氧化物 (HEO) 由五个或更多金属阳离子组成，为调整其催化性能以实现高 OER 效率提供了机会。

近日，斯坦福大学Xiaolin Zheng，SLAC国家加速器实验室Michal Bajdich结合了理论和实验研究来仔细研究尖晶石型 HEO 的 OER 活性和稳定性。

文章要点

1）密度泛函理论证实，随机混合的金属位点表现出热力学稳定性，由于混合引起的活性金属-氧键的赤道应变，中间吸附能表现出更宽的分布。

2）采用快速溶胶火焰法合成 HEO，包含 5 个 3d 过渡金属阳离子，在碱性条件下表现出优异的 OER 活性和耐久性，即使在部分表面氧化的情况下，其性能也优于低熵氧化物。

研究强调，HEO 活性的增强主要归因于多种元素的混合，导致活性位点附近的应变效应以及表面组成和覆盖。

参考文献

Baek, J., Hossain, M.D., Mukherjee, P. et al. Synergistic effects of mixing and strain in high entropy spinel oxides for oxygen evolution reaction. Nat Commun 14, 5936 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41359-7