混合过渡金属(TM)催化剂在电催化水分解方面显示出巨大的前景。传统的纳米材料合成受到室温平衡和Ostwald熟化的强烈制约。超快的温度循环能够合成高熵合金纳米颗粒的亚稳定金属相，这些纳米颗粒在水溶液中使用后可以转化为氧化物/氢氧化物纳米颗粒。
近日，麻省理工学院李巨教授利用快速焦耳加热和淬火的方法在碳纤维上原位合成了非贵金属高熵氧化物（HEO）催化剂。
文章要点
1）与贵金属IrO2催化剂相比，不同组成的(FeNiCoCrMnV)HEO纳米颗粒对析氧反应(OER)具有更高的催化活性。合成的HEO也表现出比IrO2催化剂高两个数量级的稳定性，这是由于通过OER过程激活的碳化物与衬底更强的亲和力所致。
2）研究发现，合金元素Cr、Mn和V通过促进具有催化活性的TM（Fe、Ni和Co）的不同氧化状态而影响OER活性。不太稳定的元素（Mn、V和Cr）的溶解导致OER活性的增强。此外，在OER条件下，HEO氧化物纳米颗粒的动态结构和化学扰动被激活，通过形成混合的单原子催化剂和超细的氢氧化物纳米粒子HEO，增加了ECSA。
参考文献
Ali Abdelhafiz, et al, Carbothermal Shock Synthesis of High Entropy Oxide Catalysts: Dynamic Structural and Chemical Reconstruction Boosting the Catalytic Activity and Stability toward Oxygen Evolution Reaction, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200742
https://doi.org/10.1002/aenm.202200742
