中国科研团队合成一种新型合金助力电解水产氢

记者19日从安徽师范大学获悉，该校校长熊宇杰教授与联合团队利用激光辐照所产生的效应，实现了亚纳米级高熵合金的创制。

据介绍，该方法具有广泛的普适性，可制备含有多达十种金属元素的亚纳米级高熵合金。相关研究成果近日发表在《自然·材料》(Nature Materials)上。

将五种甚至更多不同种类的金属“融合”成一种结构均匀的新型合金——也就是“高熵合金”，一直以来都是极具挑战的科学难题。

如果还要把它们做到亚纳米级别，尺寸极小，难度就更大。熊宇杰打了个比方说：“就像要把五个以上性格、喜好各不相同的人聚在一起，还要和睦相处，显然需要花费大力气。”现实中，不同金属之间也常常“合不来”，因此传统的高熵合金合成通常需要在高温下进行，对元素种类也有限制，合成的合金尺寸也偏大。

科研团队创新性地使用了激光辐照技术，在温和条件下实现了多种金属的均匀混合，并成功制备出亚纳米级别的高熵合金颗粒。纳秒脉冲激光可以在极短时间内将颗粒表面温度迅速提升至2000摄氏度以上，再以每秒超过十亿度的速度迅速冷却。这一快热快冷的过程，突破了传统合成方法的限制，不仅让不同金属元素均匀分散并合金化，还可以实现颗粒尺寸的微小化。

高熵合金在多个领域，尤其是新能源方面，展现出广阔的应用前景，是一种极具潜力的催化剂材料。而这种新型激光合成方法大大拓宽了高熵合金的材料选择范围，有望推动其在更多关键领域的实际应用。

熊宇杰解释说：“高熵合金就像一个团队，每种金属元素就像团队中的成员，各有所长。在执行任务时，每个人做自己最擅长的事；而且在一起还可以做各自做不了的事，整个团队的效率自然大大提高。”据介绍，科研团队制备的由金、铂、钌、铑、铱五种金属组成的亚纳米高熵合金，正是作为电解水催化剂，表现出优异的产氢、产氧活性和稳定性。