MoZn-based high entropy alloy catalysts enabled dual activation and stabilization in alkaline oxygen evolution

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作者
Yunjie Mei,Jinli Chen,Qi Wang,Yaqing Guo,Hanwen Liu,W. Shi,Lin Cheng,Yifei Yuan,Yuhua Wang,Bao Yu Xia,Yonggang Yao
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:10 (47): eadq6758-eadq6758 被引量:78
标识
DOI:10.1126/sciadv.adq6758
摘要

It remains a grand challenge to develop electrocatalysts with simultaneously high activity, long durability, and low cost for the oxygen evolution reaction (OER), originating from two competing reaction pathways and often trade-off performances. The adsorbed evolution mechanism (AEM) suffers from sluggish kinetics due to a linear scaling relationship, while the lattice oxygen mechanism (LOM) causes unstable structures due to lattice oxygen escape. We propose a MoZnFeCoNi high-entropy alloy (HEA) incorporating AEM-promoter Mo and LOM-active Zn to achieve dual activation and stabilization for efficient and durable OER. Density functional theory and chemical probe experiments confirmed dual-mechanism activation, with representative Co-Co † -Mo sites facilitating AEM and Zn-O † -Ni sites enhancing LOM, resulting in an ultralow OER overpotential (η 10 = 221 mV). The multielement interaction, high-entropy structure, and carbon network notably enhance structural stability for durable catalysis (>1500 hours at 100 mA cm −2 ). Our work offers a viable approach to concurrently enhance OER activity and stability by designing HEA catalysts to enable dual-mechanism synergy.
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