B掺杂孪晶高熵合金催化剂

1.48 V全解水

一种通过间隙原子工程合成的富含多重纳米孪晶界的FeCoNiCuMoB薄膜催化剂，同时高效催化析氢和析氧反应，实现超低电压全解水。

Wang, Shiqi · Yan, Haixian · 霍文燚 · Davydok, A. · Zaja̧c, Marcin · Stępień, Joanna · 冯汉臣 · Xie, Zonghan · Shang, Jianku · Camargo, Pedro Henrique Cury · 蒋建清 · 方峰

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

HER过电位

{'zh': '26', 'en': '26'} mV

OER过电位

{'zh': '201', 'en': '201'} mV

全解水电压

{'zh': '1.48', 'en': '1.48'} V

技术优势

全解水电压超低

两电极电解槽由FeCoNiCuMoB薄膜电极构成，在10 mA cm⁻²下实现1.48 V全解水电压，远低于大多数双功能催化剂体系。

孪晶界调谐电子结构

原位光谱和DFT计算表明，孪晶界协同富电子的B原子优化原子构型，提供热力学有利的HER/OER路径。

HER/OER双功能高效

同一催化剂在碱性HER和OER中分别达到26 mV和201 mV过电位（10 mA cm⁻²），可同时用作电解槽阴阳极。

应用场景

• 碱性电解水制氢：直接用作碱性电解槽的阴极或阳极，降低电解制氢电压与能耗。
• 电解槽双功能催化剂：单一催化剂同时驱动HER和OER，简化电解槽设计与装配。
• 析氢反应：在碱性条件下以低过电位析氢，替代贵金属HER催化剂。
• 氧析出反应：以201 mV过电位（10 mA cm⁻²）高效析氧，减少阳极能耗损失。