高熵合金电催化剂

抑制元素偏析

从二元到五元的多元素合金纳米粒子，高构型熵设计在超高电流密度析氧反应中保持结构均一，解决元素偏析导致的性能衰减。

Xu, Jianan · 孙浩 · Cai, Furong · Liu, Hongyuan · Hu, Mingli · Wei-Wei, Liu · 杨利霞 · Gao, Han · Zhao, Fangyuan · Zhou, Min

Angewandte Chemie - International Edition 2026

参数信息

合金元素数目

5

构型熵

1.61R

技术优势

抑制元素偏析

高构型熵降低各元素的化学势差异，使得多元素合金在OER条件下不易发生元素分离，维持表面成分均匀。

加速测试方法

基于扫描电化学池显微镜的单纳米粒子碰撞技术，能够在超高电流密度下快速诱导结构演变，缩短评估周期。

结构稳定性高

五元合金在OER后保持了更均匀的元素分布和相结构，减少因偏析导致的活性位点损失，从而延长催化剂寿命。

应用场景

• 析氧催化剂：高熵合金在超高电流密度下仍保持结构稳定，有望替代易偏析的传统合金催化剂，延长电解槽寿命。
• 水电解：用于酸性或碱性水电解的阳极，抑制元素偏析可减少活性面积损失，降低长期运行的过电位。
• 金属空气电池：在金属空气电池充电过程中，高熵合金可抵抗高电位下的结构退化，保持稳定的析氧性能。
• 多元素合金设计：通过增加元素数目提高构型熵，为抑制合金偏析提供了一种可量化的设计策略。
• 高熵合金催化剂：高熵效应稳定了多元素混合，避免相分离，使催化剂在OER中保持单一固溶体结构。