4H相高熵合金核壳催化剂

1200 h 水电解析氧不衰减

突破常规热力学稳定相，以4H相高熵合金壳层实现酸性全水电解的超高活性和长期稳定性。

Li, Zijian · An, Zhang · Chen, Changsheng · Yang, Hua · 张庆华 · Xi, Shibo · Zhai, Li · Xinyue, Long · Li, Lujiang · Zhai, Wei · Shi, Zhenyu · Wu, Zhiying · Ge, Yiyao · Yuhui, Tian · 毕帅 · 王洁 · Wu, Zhenyu · Chen, Cailing · Huang, Zhiqi · Chen, Bo · Lixin, Wang · Han, Yu · 谷林 · Qiao, Panzhe · Huang, Bolong · Zhu, Ye · 张华 · ORecord 科技单元

Nature Materials 2026

具体参数

电流密度

{'zh': '3000', 'en': '3000'} mA cm⁻²

槽压

{'zh': '1.90', 'en': '1.90'} V

衰减率（1,000 mA cm⁻²）

{'zh': '6.3', 'en': '6.3'} µV h⁻¹

衰减率（2,000 mA cm⁻²）

{'zh': '15.7', 'en': '15.7'} µV h⁻¹

稳定运行时间

{'zh': '1200', 'en': '1200'} h

技术优势

酸性析氢活性极高

4H相IrPtNiFeCo壳层的本征析氢活性远超常规面心立方相，归因于其独特的六方密排原子排布优化了氢吸附自由能。

酸性析氧活性极高

同样在酸性析氧反应中，4H相催化剂比常规面心立方相需要更低的过电位即可驱动高电流密度。

全水电解性能全面领先

在酸性全水电解中，4H相催化剂的整体性能优于常规面心立方相，体现在更高的电流密度和更低的槽压。

应用场景

• 质子交换膜水电解：提供低电压、高稳定性催化剂，直接用于质子交换膜水电解槽制绿氢。
• 析氢反应：4H相高熵合金大幅提升酸性析氢本征活性，替代传统Pt基催化剂。
• 析氧反应：在酸性介质中高效催化析氧，降低贵金属Ir用量并提升稳定性。
• 酸性电催化：在强酸性条件下保持高活性和长寿命，解决催化剂腐蚀失活问题。
• 可再生电力储能：通过高效稳定水电解将波动可再生电力转化为氢气储存。