南方科技大学徐强团队Nano Research：MOF介导合成纳米高熵合金用于可充电锌-空气电池

第一作者：谢明款

通讯作者：肖欣*，徐强*

单位：南方科技大学

可充电锌-空气电池具有安全性高、零碳排放、理论能量密度高（1086 Wh kg^-1）等优点，被认为是最有前景的电化学能量存储和转换设备之一。在诸多电极材料中，HEA作为一种由至少五种以接近等原子摩尔百分比混合的单一固溶体合金，与纯金属或者一般合金相比，具有独特的高熵效应、晶格畸变效应和迟滞扩散效应，在电催化领域显示出巨大的应用前景。Pt由于具有较高的电负性（2.28），可接受其他过渡金属元素的电子。因此，利用高熵合金策略可以将Pt与其他四种及以上的地球储量丰富的过渡金属元素进行合金化，从而制备出能对氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）具有优异催化能力的双功能催化剂。一般而言，过渡金属元素Fe、Co和Ni具有近乎相同的电负性（Fe（1.83）、Co（1.88）、Ni（1.91））和原子半径（Fe（1.17 Å）、Ni（1.16 Å）、Co（1.15 Å）），经常被引入形成Pt基纳米HEA。此外，氮掺杂碳材料因与金属纳米颗粒有较强的亲和力且自身具有优异的导电性，其作为载体被广泛应用于提高电催化剂的催化活性和稳定性。

南方科技大学的徐强教授和肖欣研究助理教授在国际知名期刊Nano Research上发表题为“MOF-mediated synthesis of novel PtFeCoNiMn high-entropy nano-alloy as bifunctional oxygen electrocatalyst”的研究论文。该论文提出利用MOF介导合成PtFeCoNiMn纳米高熵合金氧电催化剂的方法，所制备的高熵合金催化剂在可充电锌-空气电池中具有良好的性能。

选择引入电负性较大的Mn来优化合金中Pt的电子结构。得益于成分优选带来的电子结构的优化和合金主元间固有的鸡尾酒效应，所合成的 PtFeCoNiMn/NC对ORR/OER具有优异的双功能催化性能。

由ZIF-8衍生的氮掺杂碳基底因具有三维结构、高比表面积、固有氮源、优异的导电性且与纳米高熵合金有较强的亲和力的特点，作为PtFeCoNiMn纳米高熵合金的负载载体，避免了纳米高熵合金的团聚，使得纳米高熵合金颗粒均匀分布，同时提高了其电化学稳定性。

PtFeCoNiMn/NC催化剂表现出最优的双功能电催化活性，具有较正的ORR半波电位（0.863 V vs. RHE）和较低的OER过电位（357 mV @ 10 mA cm^-2），且在碱性介质中具有很强的稳定性。将PtFeCoNiMn/NC作为阴极催化剂组装的准固态锌-空气电池显示出192.16 mW cm^-2的高功率密度、低充-放电电压极化，在5 mA cm^-2的充-放电电流密度下具有95 h的长循环寿命。纳米HEA电子结构的优化和固有的鸡尾酒效应是促成PtFeCoNiMn/NC具备优异催化性能的关键。本工作制备的PtFeCoNiMn/NC催化剂有望应用于能量存储和转换系统中。

MOF-mediated synthesis of novel PtFeCoNiMn high-entropy nano-alloy as bifunctional oxygen electrocatalyst

谢明款简介：南方科技大学2020级硕士研究生，主要研究方向为纳米高熵合金电催化剂的设计与合成及其在锌-空气电池中的应用。

肖欣研究助理教授简介：南方科技大学研究助理教授，硕士生导师。主要从事高效非Pt基电催化剂的制备以及对催化剂结构与性能构效关系的探究。共发表SCI论文40余篇，其中以第一作者及共同通讯作者的身份在Chem. Soc. Rev.、Chem. Sci.、Chem、ACS Nano、Appl. Catal. B Environ.、Coord. Chem. Rev.等高水平期刊上发表学术论文15篇。

徐强教授简介：南方科技大学讲席教授，日本工程院院士，印度国家科学院院士，欧洲科学院院士。曾先后任日本国立产业技术综合研究所（AIST）首席研究员，AIST-京都大学能源化学材料开放创新实验室主任，神户大学、京都大学教授（兼）。2014-2023年连续入选汤森路透-科睿唯安全球高被引学者，曾获汤森路透研究前沿奖、洪堡研究奖及市村地球环境学术奖等。担任《EnergyChem》主编，《Coord. Chem. Rev.》副主编，《Adv. Energy Mater.》、《Chem》、《Matter》、《Chem. Asian J. 》等期刊编委。目前主要致力于金属有机框架及衍生物等材料的可控制备及其在催化、能源及环境等领域的应用。

一：岗位要求

1. 具有催化（热/光/电）、传感、电池、理论计算或电子显微镜等相关专业领域博士学位；

2. 具有良好的英语写作和交流能力，并以第一作者在材料/化学领域国际高水平期刊上发表过2篇及以上学术论文；

3. 有责任心和团队合作精神，具有独立研究能力及较高执行力。

二：拟聘人员薪资福利待遇

1. 博士后聘用期为两年，年薪33.5万元左右，含广东省生活补助15万元（税前）及深圳市生活补助6万元（税后），参照校内同级人员的标准缴纳养老保险、住房公积金以及发放相关福利；

2. 特别优秀候选人可以申请校长卓越博士后，年薪可达50万元（含广东省及深圳市补助）；

3. 拥有优良的工作环境和境内外合作交流机会，博士后在站期间享受两年共计2.5万学术交流经费资助；

4. 课题组提供充足的科研支持，协助作为负责人申请中国博士后科学基金、国家自然科学基金及广东省、深圳市各级科研项目；

5. 课题组协助符合条件的博士后申请“广东省海外青年博士后引进项目”。

   即在世界排名前200名的高校（不含境内，排名以上一年度泰晤士、USNEWS、QS和上海交通大学的世界大学排行榜为准）获得博士学位，在广东省博士后设站单位从事博士后研究，并承诺在站2年以上的博士后，申请成功后省财政给予每名进站博士后资助60万元生活补贴（与广东省每年15万生活补助不同时享受，与深圳市每年6万元生活补助同时享受情况下以深圳市规定为准）；

   对获得本项目资助，出站后与广东省用人单位签订工作协议或劳动合同，并承诺连续在粤工作3年以上的博士后，省财政给予每人40万元住房补贴（以最新的人才政策为准）；

6. 博士后出站选择留深从事科研工作，且与本市企事业单位签订3年以上劳动（聘用）合同的，可以申请深圳市博士后留深来深科研资助。

   深圳市政府给予每人每年10万元科研资助，共资助3年（以最新的人才政策为准）。

三：招聘程序及联系方式

3）电子邮件的正文应该简要介绍自身情况；邮件附件包含：详细的个人简历（包括个人基本情况、教育背景和工作经历、科研工作概述、论文发表情况等）。