10月22日从海南大学获悉，该校材料科学与工程学院教授涂进春团队，在高熵海水催化研究方面取得新进展。该团队揭示在多元复合材料催化过程中的“非决速步”的关键作用，为高效海水电解催化剂的设计提供了新思路，对推动海南清洁能源转型具有重要战略意义。

相关成果近日在《先进功能材料》发表。

据介绍，高熵材料具备多活性位点的优势，是一类极具前景的析氧反应电催化剂。然而，学界还未对其的协同催化机制构成较完整的认知，并且在解析高熵材料作用机制时，过度聚焦于"决速步"优化，未能系统性解析“非决速步”反应路径的协同机制，这限制了高效海水电解催化剂的开发。

针对这一问题，涂进春团队提出多元复合材料催化过程中的“决速步”与“非决速步”协同机制，并通过第一性原理计算与蒙特卡洛模拟相结合的多尺度模拟方法对该过程进行解析，构建了具有多活性位点的四硫化镍钴铁钼铟合金高熵硫化物催化体系对理论进行验证。

实验结果表明，在多元复合材料催化过程中引入“非决速步”效应可有效降低过电位50毫伏，催化效率提升至50%。突破了传统催化理论的局限，为高效海水电解催化剂的设计提供了新思路，也为海洋环境下的稳定催化材料开发奠定了理论和实验基础。

相关论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202422549

a）本工作实现的过电位与之前方案过电位对比图。涂进春团队供图；b-f）高熵硫化物的形貌学特征示意图。涂进春团队供图；g）硫化钴与高熵硫化物的结构示意图。涂进春团队供图；h）高熵催化的吉布斯自由能图。涂进春团队供图；i）蒙特卡洛拟合，“非决速步”有效降低过电位和提高催化效率数据图。涂进春团队供图