电催化海水分解作为一种有前途的环保、大规模绿色制氢方法引起了广泛关注。开发高效且经济的电催化剂仍然是该领域的前沿。

在此，密苏里大学Jian Lin，莱斯大学James M. Tou报道了在环境条件下通过在碳纸上直接CO₂激光诱导金属前体原位快速合成FeNiCoCrRu高熵合金纳米粒子(HEANPs)。

文章要点

1）由于诱导的超高温和超快的加热/淬火速率，尺寸从5到40纳米的HEANPs具有均匀的相同性。FeNiCoCrRu HEANPs表现出卓越的双功能电催化活性，在碱性海水中，氢析出反应在600 mA/cm²时提供0.148V的过电势，析氧反应在300 mA/cm²时提供0.353V的过电势。

2）当组装到电解器中时，在超过3000小时的运行后，其电压在250 mA/cm²时几乎不会增加。这种优异的性能可以归因于高熵设计、大的电化学比表面积、优异的化学和结构稳定性。

3）原位拉曼光谱研究表明Ni和Ru位点是氢释放的活性位点，而Ni位点是氧释放的活性位点。这项工作展示了一种激光诱导的环保纳米材料合成。系统研究提供了对HEA设计及其与高效海水分解相关性的深入了解。

参考文献

Yunchao Xie, et al, Laser-Induced High-Entropy Alloys as Long-Duration Bifunctional Electrocatalysts for Seawater Splitting, Energy Environ. Sci., 2024

DOI: 10.1039/D4EE01093K