FeCoNiCrMn高熵合金电催化剂

工业电流千时稳

兼具优异的析氧和析氢双功能活性，在工业级电流密度下超长稳定运行，可直接用于阴离子交换膜电解槽。

Yu, Zhang · 万强 · Huang, Liqiu · 蒋涛 · Shixin, Wu · Li, Derun · Liu, Yichao · Wu, Hengyi · Ren, Feng

Journal of Materials Chemistry A 2025

具体参数

OER过电位

{'zh': '220', 'en': '220'} mV

HER过电位

{'zh': '69', 'en': '69'} mV

OER稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

HER稳定性

{'zh': '500', 'en': '500'} h

电解槽电压

{'zh': '2.18', 'en': '2.18'} V

电解槽稳定性

{'zh': '200', 'en': '200'} h

技术优势

工业电流也能稳

在1000 mA cm⁻²的工业级电流密度下，OER可稳定运行1000小时，HER可稳定运行500小时，远超常规催化剂的寿命要求。

电解电压更低

在AEMWE电解槽中，达到1000 mA cm⁻²仅需2.18 V，显著低于商业Ni网体系的3.40 V和Raney Ni体系的3.03 V，直接降低制氢电耗。

制备可放大

采用等离子喷涂策略制备，这是一种可扩展的工业兼容工艺，为大规模生产高熵合金电极提供了可行路径。

双功能一体

同一催化剂同时具备优异的OER和HER活性，无需分别使用不同催化剂，简化了电解槽设计和操作。

应用场景

• 碱性电解水制氢：在1 M KOH中低电压高稳定产氢，直接替代现有碱性电解槽催化剂。
• 工业电解槽电极：等离子喷涂制备的电极可定制尺寸，满足工业电解槽大面积需求。
• 阴离子交换膜电解槽：在AEMWE中实现2.18 V下1000 mA cm⁻²并稳定200 h，适合集成。
• 电化学能源器件：双功能高活性和耐久性降低电化学能源器件的材料与运行成本。
• 高熵合金催化：CoCrFeMnNi多主元协同效应提升本征催化活性，拓展高熵催化应用。