日前,东南大学材料学院潘冶教授课题组在高熵合金OER催化材料研究中取得重要进展。课题组在国际著名期刊Journal of Power Sources(IF:6.945)发表题为“Novel and Promising Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction Based on MnFeCoNi High Entropy Alloy”的论文。
廉价高效的电催化析氧反应(OER)催化材料对氢能源和金属空气电池等领域均具有重要意义,同时高熵合金作为近年来材料科学的研究热点,引起了全球研究者的广泛关注。潘冶教授课题组的这项工作首次报道了一种基于MnFeCoNi高熵合金的MOx (M = Mn, Fe, Co and Ni) 纳米材料用于高效OER。通过采用电化学调控激活的方法可以在MnFeCoNi高熵合金颗粒表面直接生长出复合氧化物纳米片,形成了一种氧化物包裹高熵合金的核壳结构。这一核壳结构在OER中仅需要302 mV即可达到10 mA cm2的电流密度,Tafel斜率仅为83.7 mV dec-1,且在长达20 h的稳定性测试中无明显性能衰减。同等测试条件下,其OER性能足以和标杆电极RuO2相媲美。论文工作从微观形貌,元素组成及元素化合态变化等方面详细研究了电化学调控前后MnFeCoNi高熵合金材料的演变。不仅开发了一种新型电解水析氧反应催化剂,并实现了高熵合金应用于能源催化材料的突破。
本论文由东南大学材料学院作为唯一单位,由博士生戴伟绩和青年教师陆韬作为共同一作,潘冶教授为通讯作者。Journal of Power Sources属于电化学(ELECTROCHEMISTRY)领域的顶级期刊,其文章涵盖了材料科学、能源与原料、电化学、物理化学等范围。该研究工作得到国家自然科学基金(项目编号:51671096),江苏省先进金属材料重点实验室(项目编号:BM2007204)和江苏省研究生科研与实践创新计划项目(项目编号:KYCX18_0097)的支持。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775319305798?via%3Dihub
(a) MnFeCoNi高熵合金的线性伏安曲线、(b)计时电流曲线和电解装置实物图