高熵合金/金属间化合物异质结构在高效肼氧化辅助氢生产中的应用

《Advanced Materials》：High-Entropy Alloy/Intermetallic Compound Heterostructures for Efficient Hydrazine Oxidation-Assisted Hydrogen Production

高熵合金/金属间化合物异质结构通过3D纳米多孔架构和应变工程实现高效催化，在叠氮氧化反应中达到超低过电位0.87V和500mA/cm2电流密度，并保持1000小时高稳定性，为水裂解制氢提供新方案。

　　

摘要

构建集成催化异质结构是一种有效的策略，可以规避普遍存在的线性比例关系，从而加速多中间体的氧化还原反应。本研究报道了一种基于非贵金属的高熵合金/金属间化合物异质结构，该结构具有三维纳米多孔结构，可作为高性能的电催化剂用于肼氧化反应。通过调控六角密排多组分金属间化合物核心的应变，制备出了高熵NiFeCoCuCrMn合金表面，该表面包含多个活性中心，并具有波动的吸附能，这使得*N₂H_x中间体能够溢出，从而调整决定反应速率的步骤并降低动力学障碍。由于纳米多孔结构赋予了丰富的活性表面，这种异质结构能够在高于0.08 V的电压下实现高达安培级别的肼电氧化电流密度，显示出替代通过水电解产生氢气时缓慢的氧释放反应的巨大潜力。该肼氧化辅助的水电解器在0.87 V的超低电池电压下可输出500 mA cm^?2的电流，并且在1000小时内保持优异的稳定性。

图形摘要

通过一种简便且可扩展的合金化/脱合金化方法，构建了一种具有双连续纳米多孔结构的高熵合金/金属间化合物异质结构，用作肼氧化辅助水电解的双功能电催化剂。由于对多组分金属间化合物核心的应变工程处理，该结构使得高熵NiFeCoCuCrMn合金表面具有多个活性中心，从而能够实现*N₂H_x中间体的溢出，进而降低动力学障碍。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。