近日,我院青年教师李岚青博士在期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一区TOP期刊,2025年影响因子13.2)发表题为“Unveiling entropy on electrocatalysis performances based on precise-manipulated medium-entropy alloy aerogels”的研究论文。

发展高活性、高稳定性的电催化剂是提升燃料电池性能并推动其商业化应用的关键挑战之一。中熵合金(Medium-entropy alloys,MEAs)作为材料科学的前沿方向,凭借其独特的多元素协同效应(又称“鸡尾酒效应”)、可调的电子结构以及优异的稳定性,在能源催化与转换领域展现出广阔前景。然而,目前该领域仍面临诸多挑战,包括材料形貌与尺寸控制困难、合成条件苛刻、结构-性能关系不明确等,制约了其进一步发展和实际应用。为突破上述瓶颈,同时推动中熵合金材料在能源催化领域的应用,研究人员发展了一种简便、通用的水热合成方法,成功制备出具有自支撑分级多孔结构的中熵合金气凝胶催化剂 PtNiM(其中 M 可为 Pd、Au、Cu、Co 或 Mo),实现了材料在微观形貌和合金相结构上的协同调控。所得中熵合金气凝胶在甲醇氧化反应(MOR)中表现出卓越的电催化性能,质量活性达到商用Pt/C催化剂的12.7倍,同时稳定性显著提升。研究进一步揭示了构型熵与催化性能之间的正相关关系,验证了“熵增”可同步增强材料活性与稳定性。该项研究以构型熵为核心指导,为理性设计高性能中熵合金气凝胶催化剂提供了新视角,有望推动该类材料在能源催化领域的进一步发展。