在电化学水分解过程中，存在两电子转移析氢反应（HER）和四电子转移析氧反应（OER），后者控制着水分解效率。由于目前OER催化活性最高的氧化钌（RuO₂）和氧化铱（IrO₂）催化剂成本较高且稀缺，包括各种氧化物、氧(氢氧化物)、硫化物、磷化物和氮化物等过渡金属基替代材料得到了广泛研究。

近日，台湾成功大学Jyh-Ming Ting报道了采用沉淀法和后退火法合成了一系列新型单相高熵钙钛矿纳米氧化物（HEPO）。

文章要点

1）HEPO 的B位晶格中由Cr、Mn、Fe、Co、Ni五种离子半径接近的不同金属组成，使得钙钛矿成为高熵材料。研究人员制备了等摩尔和非等摩尔高熵纳米颗粒，并研究了它们的OER电催化性能。

2）研究人员首先证明了HEPO的性能优于单一的钙钛矿型氧化物。然后通过加倍浓度研究了B位晶格中每种金属的活性贡献。结果显示，Co倍增的效果最好，在10 mA cm⁻²时的过电位为325 mV，Tafel斜率为51.2 mV dec⁻¹以及具有50h的出色耐久性。

这项研究为合成各种潜在应用的先进高熵材料打开了一扇窗。

参考文献

Thi Xuyen Nguyen, et al, Advanced High Entropy Perovskite Oxide Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101632

https://doi.org/10.1002/adfm.202101632