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针对直接海水电解中 OER 催化剂耐久性与效率不足的问题，研究人员合成高熵 (FeCoNiCuMn)2O3/Ti3C2Tx（MHEO）。其在碱和模拟海水中 OER 性能优异，稳定运行 300 小时，揭示 “吸附 - 迁移” 机制与 Cl-排斥效应，为抗氯 OER 催化剂设计提供新视角。
海水资源丰富，若能直接电解海水制氢，可缓解淡水短缺并推动绿色氢能工业化。但海水中高浓度 Cl-（约 0.5M）会引发析氯反应（CER）与催化剂腐蚀，导致传统 OER 催化剂效率下降、寿命缩短。开发兼具高活性、抗氯腐蚀的 OER 催化剂成为海水电解领域的关键挑战。
为攻克这一难题，国内研究团队开展了相关研究，成果发表在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》。
研究采用的主要技术方法包括：
- 溶剂热法合成金属有机框架（MOF）衍生的 MHEO 纳米颗粒，将 Fe、Co、Ni、Cu、Mn 高熵氧化物负载于 Ti3C2Tx MXene 表面。
- 通过 X 射线衍射（XRD）等手段对材料结构进行表征。
- 利用电化学测试评估催化剂在 1M KOH（碱性）和 1M KOH+0.5M NaCl（模拟海水）中的 OER 性能与稳定性。
合成与结构表征
以 MOF 为模板，将 MXene 分散液与金属硝酸盐、苯二甲酸混合，经溶剂热反应制得 MHE-MOF 前驱体，再于空气中 500℃煅烧得到 MHEO。XRD 显示其具有尖晶石结构特征峰，证实高熵氧化物成功形成。
电化学性能
MHEO 在碱性介质中实现 300mA?cm-2电流密度仅需 456mV 过电位，在模拟海水中为 554mV，且连续运行 300 小时活性衰减仅 5%，显著优于传统催化剂。
机制研究
理论计算表明，OER 遵循 “吸附 - 迁移” 机制（AMM），反应中间体在不同活性位点间迁移，总能量势垒低于传统吸附演化机制（AEM），从而提升反应效率。MXene 表面含氧官能团通过库仑排斥作用阻止 Cl-吸附，抑制 CER 和催化剂腐蚀，增强稳定性。
研究表明，MHEO 通过高熵效应与 MXene 的协同作用，构建了高效稳定的 OER 路径。AMM 机制突破了传统 AEM 的活性瓶颈，而 MXene 的抗氯特性解决了 Cl-引发的催化剂中毒问题。该工作不仅为海水电解催化剂设计提供了 “高熵 + 二维材料” 的新思路，也为理解多组分催化剂的抗腐蚀机制提供了理论依据，有望推动直接海水电解制氢技术向实际应用迈进。
