贵金属元素是许多高性能多相催化过程的关键。然而，如何在保持甚至提高预期的催化性能的同时减少这种稀缺的贵金属材料的使用一直是一个巨大的挑战。

有鉴于此，哈尔滨工业大学的邱华军和清华大学的李黄龙等人，介绍了一种通用的脱合金工艺，以合成一系列预先设计的稳定的高熵合金（HEA）纳米线，包括Al–Ni–Co–Ru–X，其中X = Mo，Cu，V，Fe，作为三官能析氢反应（HER），析氧反应（OER）和氧还原反应（ORR）的电催化剂。

本文要点

1）将金属镍、钴和钌熔融成为一种金属单一固溶相，然后等原子比加入第四种金属X，最后加入大量的铝，得到一种富铝前体合金Al₉₆−Ni₁−Co₁−Ru₁−X₁，然后用碱性溶液处理去除绝大部分的铝，产生了纳米级的高熵合金/高熵氧化物。在去合金化过程中，随着纯铝相的去除，自发形成了表面为多组分尖晶石氧化物的合金纳米线。

2）这些机械和化学稳定的HEAs不仅可以显著降低贵金属的含量，还可以有效地增强其电子结构的灵活性，以适应广泛的催化功能。具体而言，蚀刻的Al-Ni-Co-Ru-Mo纳米线表现出与商用Pt/C类似的高HER电催化活性。它的OER活性比市售RuO₂高得多，并且是有史以来报道的最高的Ru基OER催化剂之一。尽管Ru不被认为是一种好的ORR催化剂，但它的ORR催化活性甚至高于Pt/C。

3）此外，这些HEA的氧化表面在连续工作条件下非常稳定，这对于全水分解和可充电Zn-空气电池至关重要。还组装了金属空气电池用于实际电池装置的测试，在电池中表现出了很高的电化学循环稳定性，以及较大的开路电压、功率密度以及能量密度，性能非常突出。

参考文献：

Zeyu Jin et al. Rugged High-Entropy Alloy Nanowires with in Situ Formed Surface Spinel Oxide As Highly Stable Electrocatalyst in Zn–Air Batteries. ACS Materials Lett., 2020.

DOI: 10.1021/acsmaterialslett.0c00434

https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.0c00434