近日，东南大学材料科学与工程学院、江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室沈宝龙教授团队与哈尔滨工业大学（深圳）材料学院孙李刚教授合作，在可持续能源电解水制氢方面取得重要进展，相关成果以《空位诱导高熵合金薄膜微观应变用于全pH条件可持续制氢》（Vacancy induced microstrain in high-entropy alloy film for sustainable hydrogen production under universal pH conditions）为题在能源与环境领域顶级学术期刊《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）上发表。
可持续能源电解水制氢在新能源转换领域发挥至关重要作用，高熵合金催化材料逐步引起该领域广泛研究兴趣。然而，常规方法通过高熵成分设计或鸡尾酒效应调节催化活性忽视了高熵固溶体结构调控潜力。本团队采用“序构化”结构调控策略对多类型无序合金催化材料开展了系列研究，一年来研究成果相继在《先进材料》（Adv. Mater.）, 2023, 35: 2303439（缺陷结构调控）及《今日材料》（Mater. Today）, 2024, 72: 97-108（化学短程序结构调控）发表。在此基础上，为进一步拓展无序合金“序构化”调控策略，本团队提出一种创新应变工程策略，通过空位诱导高熵合金薄膜产生晶格微观应变场，进而调控电荷分布与d带中心结构，实现优异全pH析氢反应催化活性。该高熵合金薄膜实现安培级电流密度过电势104 mV（碱性）和106 mV（酸性），在阴离子交换膜电解池稳定运行近500小时，寿命是商用Pt/C || IrO2的40倍。本工作展示了一种有效应变工程结构调控策略，为设计高性能可持续能源转换催化材料提供了新途径。
直博生杨绎原为本文第一作者，沈宝龙教授、青年首席教授贾喆、哈尔滨工业大学（深圳）材料学院孙李刚教授为本文共同通讯作者，东南大学为第一通讯单位。该工作得到国家自然科学基金重点、青年及江苏省自然科学基金青年、东南大学中央高校优秀青年团队等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1039/d4ee01139b
来源：材料科学与工程学院