ペロブスカイト酸化物におけるBサイト構成エントロピーの工学的設計によるアルカリ性酸素発生反応の強化

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• 触媒作用

背景:

• ランタン系ペロブスカイト酸化物は、遅い酸素発生反応（OER）速度論を示す。
• 高エントロピー組成設計は、これらの速度論的限界を克服する可能性がある。

研究 の 目的:

• OERのためのランタン系ペロブスカイト酸化物に対するBサイト構成エントロピーの影響を調査する。
• 低、中、高エントロピーペロブスカイト酸化物（HEPO）を合成および特性評価する。

主な方法:

• LaCoO3、La(FeCoNi)O3、およびLa(MnFeCoNiCu)O3のゾルゲル燃焼合成。
• 形態、結晶構造、および電子環境の特性評価。
• アルカリ性媒体中でのOER性能の電気化学的評価。

主要な成果:

• 高エントロピー設計により、粒子径の縮小、Bサイト価数状態の調節、酸素欠損の増加がもたらされた。
• 活性サイト間の相乗効果と活性化された格子酸素の関与が観察された。
• HEPOは、低い過電圧（10 mA cm⁻²で303 mV）、小さいターフェル傾斜（43 mV dec⁻¹）、および優れた安定性（>100 h）を示した。

結論:

• Bサイト構成エントロピーは、ペロブスカイト酸化物におけるOER活性の向上に重要な役割を果たす。
• 高エントロピー設計は、先進的なOER電極触媒を開発するための有望な戦略である。
• 本研究は、効率的なOER触媒作用のための構造-特性関係に関する洞察を提供する。
• 材料科学、電気化学、触媒作用