海水电解被认为是未来大规模制取绿氢的理想途径。然而，除了阳极半反应(析氧反应)（4OH− → O2 + 2H2O + 4e−，OER）存在动力学缓慢的问题之外，海水中富含的Cl-在电解过程中易发生析氯反应（CER）副反应，导致整体电解效率降低。同时，电解反应使得海水中Cl-浓度增加，这会引起电极腐蚀进而影响其寿命。因此，为了促进海水电解技术的发展和应用，设计和发展高效、稳定和耐腐蚀的OER电催化剂至关重要，但仍面临挑战。
近日，我院韩敏教授团队借助高熵材料独特的内在优势(如：高熵效应、晶格畸变效应、缓慢的扩散效应等），采用低温退火高熵氢氧化物前驱物制备了富含缺陷的、具有反尖晶石构型的高熵氧化物(NiCoMnCrFe)3O4，并将其应用于海水电解。得益于其单一的高熵构型、独特的表面电子和化学结构以及丰富的缺陷位点，所得(NiCoMnCrFe)3O4在碱性盐水、碱性天然海水和纯海水中表现出优异的OER催化活性和稳定性。特别是在实际工业条件下，所得(NiCoMnCrFe)3O4仍展现出超高的催化活性、稳定性和耐腐蚀性。该工作耦合了熵工程和缺陷工程策略，为未来设计高性能的OER电催化剂，应用于海水电解制氢、金属-空气电池、海洋生物质电催化转化等其他清洁能源领域提供了新思路。
相关成果以“Defect-Rich High-Entropy Spinel Oxide as an Efficient and Robust Oxygen Evolution Catalyst for Seawater Electrolysis” 为题发表在国际材料期刊《SusMat》上。
福建师范大学为论文第一单位。海峡柔性电子（未来科技）学院科研助理范嘉瑶博士为论文第一作者，石乃恩教授、韩敏教授和黄维院士为论文共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、江苏省优势学科发展计划、福建省闽江学者奖励计划(2023)、福建师范大学高层次人才启动基金及南京大学配位化学国家重点实验开放基金的资助。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sus2.70010
