高熵析氧催化材料：机理解析、优化策略与未来挑战

况绍福，卢雪，王健行，林华，李庆（电池材料与技术重庆市重点实验室 西南大学材料与能源学院）

摘要：基于可再生能源的电解水制氢技术作为应对能源危机与环境问题双重挑战的关键路径，其大规模应用受限于阳极析氧反应（OER）缓慢的反应动力学。近年来，具备独特结构和组元可调性的高熵材料，凭借其近乎连续的吸附能可调控维度，在OER催化领域展现出突破传统单/双组元材料性能边界的显著优势。尽管高熵材料在OER催化领域的探索已取得显著进展，仍存在多元体系中组分-结构-性能构效关系复杂性、催化机制模糊性等亟待解决的关键科学问题。本文首先系统梳理了OER反应四电子转移机理，继而全面综述了高熵合金、高熵氧化物、高熵金属有机框架等高熵材料在OER领域的最新研究进展。重点从原子级配位环境、电子结构调控和表面吸附能演化三个维度构建组元-结构-性能之间的关联，深入阐释多金属位点的协同催化机制。最后，从材料设计、缺陷工程、元素调控三个维度提出了OER性能优化策略，并指出高熵析氧催化材料在未来可能面临的问题和机遇。本综述可为高熵析氧催化材料的精准设计、原子级构效关系的解析及催化性能的优化提供借鉴和参考。

关键词：高熵材料；电催化；析氧反应；优化策略