近日，我院分析化学教研室冯长瑞博士在国际知名期刊Green Chemistry（《绿色化学》）上发表海水电解最新研究成果。论文题目为“An activity-selectivity-stability-balanced bifunctional high-entropy phosphide for overall seawater splitting at industrial-level current density”（兼具活性、选择性与稳定性的双功能高熵磷化物用于工业级电流密度全海水分解）。冯长瑞博士为论文第一作者兼通讯作者，郑州大学谢正坤副教授、日本弘前大学官国清教授为论文共同通讯作者，日本弘前大学周奕帆博士为共同第一作者，威廉williamhill为论文第一通讯单位。Green Chemistry是由Royal Society of Chemistry（英国皇家化学会）出版的国际知名学术期刊，创刊于1999年，该期刊致力于发表有关开发替代绿色和可持续技术的创新研究，为SCI中科院大类一区期刊，最新影响因子为9.2。
海水电解被视为一种有望替代淡水电解、实现大规模可持续清洁制氢的路径。然而，传统电催化剂材料在高盐度环境中（主要由于侵蚀性氯离子的存在）常常遭受严重腐蚀和性能衰减。此外，还需避免氯离子诱导的竞争性阳极析氯反应，因为该反应会导致电解效率降低。高熵材料的应用为这些挑战提供了潜在的解决方案。其独特的组分复杂性赋予高熵材料卓越的特性，包括显著增强的耐腐蚀性和催化活性，使其在海水电解过程中展现出优异的稳定性和效率。该工作中，以金属有机框架为前驱体，作者在泡沫镍基底上原位制备了一种具有三维结构的高熵NiCoFeMnCu磷化物/碳复合材料，用于实现高活性和高稳定性的海水分解。结果表明，在10 mA·cm-2电流密度下，该材料在碱性淡水和碱性海水中分别实现了88/195 mV（HER/OER）和100/223 mV的低过电位，展现了其卓越的双功能性能。此外，由该材料组装的简易双电极电解槽在工业级电流密度（1 A·cm-2）下连续稳定运行480小时未出现明显活性衰减，且测试后碱性海水电解液中几乎未检测到次氯酸盐，证实了其优异的耐氯腐蚀性和高选择性。因此，该高熵磷化物/碳电催化剂有望成为适用于全海水分解的高性能双功能电催化剂。
NiCoFeMnCu磷化物/碳复合材料及其全水/海水电解性能
论文信息：
An activity-selectivity-stability-balanced bifunctional high-entropy phosphide for overall seawater splitting at industrial-level current density
Changrui Feng*1, Yifan Zhou1, Shuying Li, Yuxia Jin, Meng Chen, Rui Yang, Wenjia Zhou, Zhengkun Xie*, Xiumin Li, Xiangyu Chen, Wenhao Lian, Abuliti Abudula, and Guoqing Guan*
Green Chem., 2025,27, 12785-12797
论文链接：https://doi.org/10.1039/D5GC03723A
