镧系金属强极化效应实现高效碱性析氢

来自国内的研究人员针对碱性水电解中析氢反应(HER)动力学缓慢的问题，开展了PtRuLaPrEu高熵合金气凝胶(HEAAs)催化剂的研究。该催化剂在10 mA cm?2下仅需19.2 mV过电位，Tafel斜率为32 mV dec?1，性能显著优于PtRu金属气凝胶(MAs)和商用Pt/C。其优异性能源于镧系元素(La, Pr, Eu)的强极化效应诱导界面电场，促进H2O极化并优化氢键网络重构，为电催化剂设计提供了新范式。

　　

碱性水(H₂O)电解是绿色氢气(H₂)生产的商业化途径，但其效率受限于缓慢的析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction, HER)动力学。本研究通过冻融合成策略制备了PtRuLaPrEu高熵合金气凝胶(High-Entropy Alloy Aerogels, HEAAs)，作为高性能碱性HER催化剂。该材料在10 mA cm^?2电流密度下仅需19.2 mV超低过电位，显著优于PtRu金属气凝胶(Metal Aerogels, MAs, 55.7 mV)和商用Pt/C(93.1 mV)，并表现出更低的塔菲尔斜率(32 mV dec^?1)。机制研究表明，镧系元素(镧La、镨Pr、铕Eu)的强极化效应诱导界面电场，促进水分子(H₂O)极化，优化催化剂-电解质界面的氢键网络动态重构，从而加速质子转移动力学。该工作为先进电催化剂设计中的协同电子结构工程与界面微环境调控建立了新范式。