本网讯 近日，我校化学与材料工程学院李浩教授团队在Wiley旗下综合性期刊《Advanced Science》（1区，IF=14.1）上发表了题为“Interfacial Electric Field Engineering of High-Entropy Heterostructures Triggering Self-Limiting Reconstruction for Industrial-Scale Electrocatalysis”的研究论文。化学与材料工程学院严亮博士为第一作者，李浩教授为通讯作者，惠州学院为第一单位。该工作得到了广东省基础与应用基础研究基金、广东省教育厅重点领域项目、广东省基础与应用基础研究联合基金重点项目的资助。
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在应对全球能源危机的背景下，由可再生能源驱动的电解水制备绿氢被广泛视为未来碳中和经济的基石。然而，水裂解的整体效率受到阳极析氧反应（OER）迟缓动力学的严重制约。目前大多数报道的催化剂仅在10 mA cm⁻2的基准电流密度下进行评估，在实际电解槽所需的安培级（500-1000 mA cm⁻2）运行条件下，传统催化剂常面临严重的性能衰退、结构失稳以及气泡积聚等传质限制。针对这一挑战，研究团队将高熵钨酸盐（HEW，即FeCoNiMnWO4）与CeO2纳米颗粒相结合，设计出一种新型异质结催化剂。研究团队通过理论计算与表面电势测量双重验证了异质界面因费米能级差而产生的自发电子迁移，从而形成强内建电场（BIEF）。原位光谱与热力学分析揭示，该BIEF作为关键调节器，在热力学上触发了亚稳态钨（W）物种的牺牲性溶出，促使表面原位“自限性”非晶化，生成高活性的金属羟基氧化物层。
HEW–CeO2异质结催化析氧反应的机制示意图
研究证实，这种表面重构具有显著的保护机制：极高的连续晶格氧消耗能垒有效防止了催化剂体相的灾难性崩塌。受控的相演变使得稳态催化过程完全遵循吸附物演化机制（AEM），从而大幅降低了决速步（*OH → *O）的热力学壁垒。电化学性能测试表明，HEW-CeO2异质结展现出卓越的OER催化能力，在高达1000 mA cm⁻2的工业级大电流密度下，该催化剂仅需337 mV的过电位。上述研究建立了界面电场调控与动态相演化协同耦合的设计策略，为先进能源转换材料的构筑提供了新的方法论路径。
该成果的取得，彰显了我校在科研平台构筑、拔尖人才培养及学科体系建设等方面持续投入的显著成效。未来，我校将进一步深耕材料与能源前沿领域，大力培育原创性基础研究，力促更多具有国际影响力的高水平科研成果落地生根。
