高熵磷化物实现工业级电流密度下高效稳定全海水分解：活性-选择性-稳定性的协同平衡

来自研究人员的最新研究为解决海水电解中催化剂腐蚀、性能衰减及氯竞争反应等问题，开发出金属有机框架衍生的高熵NiCoFeMnCu磷化物/碳复合材料((NiCoFeMnCu)2P/C)。该材料在碱性淡水和海水中分别实现HER/OER仅需88/195 mV和100/223 mV的超低过电位，并在1 A cm?2工业电流密度下稳定运行480小时，几乎无次氯酸盐生成，展现出卓越的双功能催化性能与氯离子耐受性，为可持续清洁制氢提供新方案。

　　

海水电解被视为替代淡水电解、实现大规模可持续清洁制氢的有前途途径。然而，传统电催化剂材料在高盐度环境中常因侵蚀性氯离子存在而遭受严重腐蚀和性能退化。此外，氯离子诱导的竞争性阳极氯析出反应（chlorine evolution reaction）也需规避，因其会导致电解效率降低。高熵材料（high-entropy materials, HEMs）的应用为这些挑战提供了潜在解决方案——其独特的成分复杂性赋予HEMs显著增强的抗腐蚀性和催化活性，使其在海水电解过程中展现出优异稳定性和效率。

研究人员近期在镍泡沫（nickel foam, NF）基底上原位制备了金属有机框架衍生的三维结构高熵镍钴铁锰铜磷化物/碳复合材料（(NiCoFeMnCu)₂P/C），用于实现高活性、高稳定性的全海水分解。该材料在碱性淡水中达到10 mA cm^?2电流密度时析氢反应（HER）和析氧反应（OER）过电位分别低至88 mV和195 mV；在碱性海水中相应过电位仅为100 mV和223 mV，显示出卓越的双功能性能。

更引人注目的是，由(NiCoFeMnCu)₂P/C/NF组装的双电极电解槽在工业级电流密度（1 A cm^?2）下连续稳定运行480小时而无明显活性衰减，且在碱性海水电解液中几乎未检测到次氯酸盐物种，充分证实其强大的抗氯离子侵蚀能力和高反应选择性。因此，该高熵磷化物电催化剂有望成为全海水分解领域极具前景的双功能电催化剂。