能源和环境是人类面临的两大挑战。氢，是清洁能源的候选者之一。电解水制氢过程中不会产生污染环境的副产品，是理想的制氢方式。然而，电解水的阳极析氧反应(OER)限制了该过程整体效率。日前，东南大学材料学院潘冶教授课题组在高熵氧化物OER催化材料研究中取得重要进展，以材料学院为唯一单位在国际著名期刊ACS Applied Materials & Interfaces（IF：8.758）发表题为“Stabilizing Oxygen Vacancy in Entropy-Engineered CoFe₂O₄-Type Catalysts for Co-prosperity of Efficiency and Stability in an Oxygen Evolution Reaction”的论文。

本工作首次通过熵工程的方式制备出一系列尖晶石型催化剂材料，并应用于高效析氧催化反应。其中，高熵氧化物(Co_0.2Mn_0.2Ni_0.2Fe_0.2Zn_0.2)Fe₂O₄纳米材料的OER催化性能尤为显著。在1M KOH溶液中，运用三电极体系测得(Co_0.2Mn_0.2Ni_0.2Fe_0.2Zn_0.2)Fe₂O₄ 纳米颗粒在电流密度为10 mA cm^-2时的过电位为326 mV，Tafel斜率仅为53.6 mV Dec^-1。同时，在长期OER活性测试中呈现优异的催化稳定性。(Co_0.2Mn_0.2Ni_0.2Fe_0.2Zn_0.2)Fe₂O₄尖晶石型高熵氧化物由于晶格畸变造成晶格扭曲，从而引入了大量的高密度氧空位并增大了电化学活性表面积，促使OER催化效率的显著提升。此外，结构熵的提高抑制了催化表面结构的快速退化，最大限度地减少了氧空位的损失，从而使催化剂保持优异的催化稳定性。论文工作表明，熵工程策略是改进析氧反应催化剂的有效途径。

潘冶教授课题组长期致力于高熵合金/化合物的设计、合成及性能调控等方面研究，不断取得突破性成果。本论文由硕士生章粤和陆韬博士作为共同一作，潘冶教授和陆韬博士为共同通讯作者。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）的资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c05916