高熵合金纳米粒子

pH 全范围析氢

一种含有14种元素的高熵合金纳米粒子,包括通常互不相溶的元素(如Bi-W),通过分步合金化策略合成,在多种电催化反应中展现出卓越的多功能性能。

王杨 · Luo, Wenhui · 龚深 · Luo, Liuxiong · Li, Yixuan · Zhao, Yuyuan · 李周

Advanced Materials 2023

参数信息

HER过电位
11 mV
HER过电位
18 mV
HER耐久性
400 h
HER耐久性
264 h
MOR峰值电流密度
12.6 A mg⁻¹ Pt
ORR半波电位
0.86 V

技术优势

元素互不相溶也能合金化

通过分步合金化策略,利用第一步液相反应形成的富铂核作为第二步热扩散的种子,将强烈互不相溶的元素(如Bi-W)纳入同一纳米粒子。

过电位仅11 mV

在0.5 M H₂SO₄中,仅需11 mV过电位即可达到10 mA cm⁻²,优于大多数先进的pH全范围HER催化剂。

酸性下可稳定400小时

在0.5 M H₂SO₄中,100 mA cm⁻²高电流密度下可稳定运行400小时,耐久性远超常规催化剂。

多功能催化

除HER外,还在碱性甲醇氧化中具有12.6 A mg⁻¹ Pt的峰值电流密度,在氧还原中具有0.86 V(vs. RHE)的半波电位,一个材料覆盖三种关键反应。

应用场景