遼工大伍復發&趙榮達團隊：表面重構改善共晶高熵合金體電極析氧性能！

近日，遼寧工業大學材料科學與工程學院伍復發，趙榮達團隊在能源材料領域期刊《International Journal of Hydrogen Energy》發表了題為“Improvement of electrochemical performance of eutectic high-entropy alloy bulk electrode for excellent oxygen evolution reaction through surface reconstruction” 的研究論文。論文第一作者為碩士研究生鐘思成，通訊作者為李佳、伍復發、趙榮達，通訊單位為遼寧工業大學。

OER是水分解的瓶頸反應，因其動力學緩慢，需要高效、穩定的電催化劑。高熵合金（HEAs）和共晶高熵合金（EHEAs）因具有多元素協同效應和結構可調性，成為有潛力的OER催化劑。傳統EHEA塊體電極因比表面積小、活性位點有限，性能受限。

本研究通過精確調控Cr/Mo元素比例并結合循環伏安法誘導表面重構，成功制備出兼具高活性與高穩定性的共晶高熵合金塊體OER電極。XRD結果表明，電極主要由FCC相和富含Mo元素的IMC相組成。SEM分析表明，CV激活后電極表面形成大量白色納米片結構，其主要成分為金屬氫氧化物/羥基氧化物（M–OOH），被確認為OER的真實活性物種。XPS結果進一步揭示，Fe、Ni、Co元素在激活后向高氧化態轉變，且電子從Fe向Ni與Co轉移，促進了高活性物種的生成。此外，Mo與Cr元素分別作為表面重構和離子浸出的關鍵調控元素，有效加速了電極表面的重構過程。由此可見，通過五種元素的協同設計，精準調控Cr/Mo比例以構建共晶結構，并優化CV激活循環次數，實現了OER性能的顯著提升，系統性地構建了高性能CM07-A EHEA電極。CM07-A3000電極在100 mA cm-2電流密度下過電位僅為281 mV，Tafel斜率為80 mV dec-1，遠優于未激活電極。并且能夠在500mA cm-2電流密度下工作240小時的過程中，過電位基本保持434mV不變，表現出卓越的長期穩定性。該方法無需傳統脫合金等復雜工藝，即可在電極表面直接構建高活性層，同時保持基底結構的完整性，為共晶高熵合金塊體電極在工業級大電流條件下的實際應用提供了創新思路。

圖1.電極制備示意圖及XRD表征.

圖2.CV激活前后以及不同活化圈數SEM對比圖.

圖3.原始共晶高熵合金的TEM圖

圖4.Cr元素和Mo元素的XPS圖.

圖5.電極的電化學性能及穩定性測試.

本文來自“材料科學與工程”公眾號，感謝作者團隊支持。