高熵钙钛矿氧化物 ORR 催化剂

万次循环衰减仅 1.7%

通过 B 位高熵设计定制 eg 占据与 TM-O 键性质，兼顾 ORR 高活性和超强耐久性。

李文英 · Zhao, Zhenxin · Zhao, Jinyu · 王永祯 · 王晓敏

Journal of Materials Science and Technology 2024

具体参数

过电位

{'zh': '493', 'en': '493'} mV

半波电位衰减率

{'zh': '1.7', 'en': '1.7'} %

eg 占据数

{'zh': '1.06', 'en': '1.06'}

TM-O 共价性提升

{'zh': '4', 'en': '4'} %

晶格能

{'zh': '691.75', 'en': '691.75'} kJ mol–1

技术优势

过电位显著降低

得益于优化的 eg 占据数（1.06）和 TM-O 共价性提升，ORR 过电位从 LaMnO₃ 的 503 mV 降至 493 mV。

超低衰减率

10 000 圈循环后半波电位仅衰减 1.7%，远低于 LaMnO₃ 的 4.4%，归因于更高的晶格能（691.75 kJ mol⁻¹）。

应用场景

• ORR 电催化剂：替代贵金属催化剂，降低碱性燃料电池和金属-空气电池的阴极成本。
• 燃料电池催化剂：在碱性介质中替代铂基催化剂，保障高活性和长寿命。
• 金属-空气电池催化剂：提供优异的 ORR 和耐久性，减少空气电极更换频率。
• 电催化产过氧化氢：利用高 ORR 选择性，提升 2e⁻ 路径产 H₂O₂ 的法拉第效率。