Multicomponent Nitride/High-Entropy Alloy Heterostructures as Highly Active and Stable Electrocatalysts for Ampere-Level Water Oxidation

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作者
Xin‐Ying Sun,Tianyi Dai,Ruiqi Yao,Yun-Fei Chang,Zhi-Lan Zhou,Ying Wang,Tong‐Hui Wang,Gao‐Feng Han,Zi Wen,Hang Shi,Xingyou Lang,Qing Jiang
出处
期刊:Nano-micro Letters [Springer Science+Business Media]
卷期号:19 (1)
标识
DOI:10.1007/s40820-026-02316-3
摘要

Abstract Developing highly active and stable oxygen evolution reaction catalysts is paramount for cost-effective large-scale green hydrogen production via water electrolysis. Here we report nonprecious metal-based multicomponent nitride/high-entropy alloy heterostructures as cost-effective electrocatalysts to efficiently mediate alkaline water oxidation by in-situ configurating cooperative Brønsted basic oxyanion-solid interfaces during phase transformation of multicomponent nitride into amorphous N-doped NiFeCoMoCrOOH along with partial dissolution of high-value metals of Mo and Cr to form molecular MoO 4 2− and CrO 4 2− species. The protonation of Brønsted basic oxyanions facilitates the critical *OOH intermediate formation on N-doped NiFeCoMoCrOOH with near-optimal adsorption energy, substantially accelerating the oxygen evolution reaction kinetics. Consequently, the heterostructure electrode exhibits superior oxygen evolution reaction electrocatalysis in 1 M KOH solution, delivering ultrahigh current density of ~ 2.5 A cm −2 at low overpotential of 300 mV. Its alkaline water electrolyzer operates stably at ampere-level current density for > 1700 h. Our findings reveal an unconventional molecule-assisted multi-site mechanism of multicomponent catalysts to accelerate multiple-intermediate reaction.
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