材料科学与工程学院王严杰教授领导的新能源与先进功能材料团队,在交叉科学研究中心王彪院长指导下,联合化学工程与能源技术学院方百增教授团队在能源化学领域顶级期刊《Journal of Energy Chemistry》上发表题为"High entropy nanomaterials for zero-emission energy systems: advanced structural design, catalytic performance and functional mechanisms"的综述论文。翟子波博士后为论文第一作者,王严杰教授、王彪教授、方百增教授为共同通讯作者,刘丹教授为参与作者。

高熵材料(HEMs)因具有有趣的鸡尾酒效应、宽广的设计空间、可定制的电子结构和熵稳定效应等优势成为阴离子交换膜电解槽和质子交换膜燃料电池的有前途的电催化剂。尤其,功能化纳米结构HEMs的精确制造为优化电催化的吸附强度和催化活性提供了一条重要途径。本文HEMs重点介绍了结构设计的原则和策略,以及面向析氢反应、析氧反应和氧还原反应的催化机理,以开发高性能电催化剂。分析并讨论了不同元素之间相互作用的复杂性、催化过程中d带中心和Gibbs自由能变化,以及与独特晶体结构相关的活性位点的配位环境,提高催化性能。探讨了相关的挑战和未来发展方向提供了观点,有助于下一代电化学应用设计和开发基于HEMs的高性能催化剂,为开发低成本、高性能电解水制氢及燃料电池催化剂提供了全新路径,对推动清洁能源技术产业化具有重要意义。

(https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.03.065)
撰稿:翟子波;一审:王严杰;二审:詹春燕;三审:李长平