Defect Engineering of a High-Entropy Metallic Glass Surface for High-Performance Overall Water Splitting at Ampere-Level Current Densities

发布者:叶阳子发布时间:2023-07-27浏览次数:97

铂基电催化材料具有高电解水催化活性,是析氢反应重要组成部分。然而,目前最大挑战是如何打破成本-效益倒置关系。本团队提出了一种全新缺陷工程构建策略,在(FeCoNiB0.75)97Pt3高熵金属玻璃(HEMG)表面成功构筑纳米多孔形貌,并发现纳米孔周围生成大量纳米晶且富含晶格畸变和层错等结构缺陷,仅使用3%原子比的铂即可实现超高电解水催化性能。富含缺陷的HEMG1000 mA cm-2安培级电流密度下实现超低碱性析氢(104 mV)和析氧(301 mV)过电位,同时在100 mA cm-2电流密度下保持了超过200小时长期耐久性。研究表明,晶格畸变和层错缺陷有助于优化原子构型和调节电子相互作用,表面纳米多孔结构提供丰富活性位点,从而协同降低电解水能量势垒。这种缺陷工程构筑方法与HEMG设计策略相结合,有望广泛应用于高性能合金催化材料的开发。Adv. Mater. (2023) DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202303439