昆明理工大学赵宗彦教授团队/南京大学邹志刚院士团队AM

光（电）催化析氢是实现太阳能到氢能转化的关键技术，但催化材料普遍面临“活性-稳定性权衡”的挑战。尖晶石氧化物虽有潜力，却受限于Jahn-Teller活性离子导致的载流子迁移受限和表面不可逆相变。昆明理工大学赵宗彦教授团队与南京大学邹志刚院士团队合作，提出一种基于高熵工程的“趋利避害”双位点协同设计策略，系统构建了从低熵到高熵的尖晶石氧化物系列。该策略利用Fe³⁺的极性畸变促进电荷分离，Cu²⁺的Jahn-Teller畸变创造催化位点，同时通过Cr³⁺破坏Mn³⁺的长程协同畸变，抑制不利效应。研究创新性地引入多面体畸变方差作为描述符，揭示了高熵体系中“均匀化非极性畸变促稳定、增强极性畸变促电荷分离”的协同机制。高熵氧化物A³B5₂O₄的光催化析氢速率达到16.62 μmol h⁻¹ g⁻¹，是传统Co₃O₄的67.7倍，且30小时循环测试衰减低于5%。该成果发表于《Advanced Materials》，为理性设计高性能催化材料提供了新范式。