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電催化海水分解作為一種有前途的環保、大規模綠色制氫方法引起了廣泛關注。開發高效且經濟的電催化劑仍然是該領域的前沿。

在此，密蘇里大學Jian Lin，萊斯大學James M. Tou報道了在環境條件下通過在碳紙上直接CO₂激光誘導金屬前體原位快速合成FeNiCoCrRu高熵合金納米粒子(HEANPs)。

文章要點

1）由于誘導的超高溫和超快的加熱/淬火速率，尺寸從5到40納米的HEANPs具有均勻的相同性。FeNiCoCrRu HEANPs表現出卓越的雙功能電催化活性，在堿性海水中，氫析出反應在600 mA/cm²時提供0.148V的過電勢，析氧反應在300 mA/cm²時提供0.353V的過電勢。

2）當組裝到電解器中時，在超過3000小時的運行后，其電壓在250 mA/cm²時幾乎不會增加。這種優異的性能可以歸因于高熵設計、大的電化學比表面積、優異的化學和結構穩定性。

3）原位拉曼光譜研究表明Ni和Ru位點是氫釋放的活性位點，而Ni位點是氧釋放的活性位點。這項工作展示了一種激光誘導的環保納米材料合成。系統研究提供了對HEA設計及其與高效海水分解相關性的深入了解。

參考文獻

Yunchao Xie, et al, Laser-Induced High-Entropy Alloys as Long-Duration Bifunctional Electrocatalysts for Seawater Splitting, Energy Environ. Sci., 2024

DOI: 10.1039/D4EE01093K