辽工大伍复发&赵荣达团队：表面重构改善共晶高熵合金体电极析氧性能！

近日，辽宁工业大学材料科学与工程学院伍复发，赵荣达团队在能源材料领域期刊《International Journal of Hydrogen Energy》发表了题为“Improvement of electrochemical performance of eutectic high-entropy alloy bulk electrode for excellent oxygen evolution reaction through surface reconstruction” 的研究论文。论文第一作者为硕士研究生钟思成，通讯作者为李佳、伍复发、赵荣达，通讯单位为辽宁工业大学。

OER是水分解的瓶颈反应，因其动力学缓慢，需要高效、稳定的电催化剂。高熵合金（HEAs）和共晶高熵合金（EHEAs）因具有多元素协同效应和结构可调性，成为有潜力的OER催化剂。传统EHEA块体电极因比表面积小、活性位点有限，性能受限。

本研究通过精确调控Cr/Mo元素比例并结合循环伏安法诱导表面重构，成功制备出兼具高活性与高稳定性的共晶高熵合金块体OER电极。XRD结果表明，电极主要由FCC相和富含Mo元素的IMC相组成。SEM分析表明，CV激活后电极表面形成大量白色纳米片结构，其主要成分为金属氢氧化物/羟基氧化物（M–OOH），被确认为OER的真实活性物种。XPS结果进一步揭示，Fe、Ni、Co元素在激活后向高氧化态转变，且电子从Fe向Ni与Co转移，促进了高活性物种的生成。此外，Mo与Cr元素分别作为表面重构和离子浸出的关键调控元素，有效加速了电极表面的重构过程。由此可见，通过五种元素的协同设计，精准调控Cr/Mo比例以构建共晶结构，并优化CV激活循环次数，实现了OER性能的显著提升，系统性地构建了高性能CM07-A EHEA电极。CM07-A3000电极在100 mA cm-2电流密度下过电位仅为281 mV，Tafel斜率为80 mV dec-1，远优于未激活电极。并且能够在500mA cm-2电流密度下工作240小时的过程中，过电位基本保持434mV不变，表现出卓越的长期稳定性。该方法无需传统脱合金等复杂工艺，即可在电极表面直接构建高活性层，同时保持基底结构的完整性，为共晶高熵合金块体电极在工业级大电流条件下的实际应用提供了创新思路。

图1.电极制备示意图及XRD表征.

图2.CV激活前后以及不同活化圈数SEM对比图.

图3.原始共晶高熵合金的TEM图

图4.Cr元素和Mo元素的XPS图.

图5.电极的电化学性能及稳定性测试.

本文来自“材料科学与工程”公众号，感谢作者团队支持。