近年来，对实现新能源技术的功能材料的基本需求引发了科学和工业研究方面的巨大努力。近年来，高熵材料（HEM）以其独特的结构特征，可调节的化学成分和相应的功能特性，引起了人们对环境科学和可再生能源技术领域日益增长的兴趣。

有鉴于此，卡尔斯鲁厄理工学院的Ben Breitung和Torsten Brezesinski等人，对高熵材料在能源领域的应用进行了全面的综述。最近的研究进展表明，HEM在能源应用方面具有巨大潜力。主要代表是HEA（高熵合金）和HEO（高熵氧化物）。通过对高熵系统的组成进行调整，可以实现其有潜力的功能特性，如电催化活性、气体吸收能力、电化学电荷存储等。

本文要点

1）首先讨论了高熵材料(包括合金、氧化物和其他熵稳定化合物和复合材料)在各种能量存储和转换系统中的应用的最新报告。此外，从计算技术和实验两个方面描述了合理设计高熵材料的有效策略。随后介绍了基本的见解，并总结了它们的潜在优势和尚存的挑战，这将为研究人员研究和开发高熵材料提供指导。

2）与常规合金相比，高温合金的主要优点是由混合效应引起的。得益于单独包含的元素，HEAs系统可以被视为“原子复合材料”，经常表现出优异的特性，也可以通过改变活性/非活性单位来随时调整。此外，HEAs中各功能单元之间强大的协同效应，对析氢、析氧和氧还原、甲醇氧化、二氧化碳转化等领域的贵金属和无贵金属电催化剂的活性起着决定性作用。此外，与传统合金相比，由于形成的金属可能具有明显不同的原子尺寸，因此在形成HEA时会产生严重的晶格畸变。

3）关于能量场，高熵氧化物（HEO）相对于传统氧化物的优势不太明显。据报道，大多数HEO通过用作电极活性材料用于电池应用。虽然在实际应用中循环性能还不令人满意，但所提出的熵稳定转换机制是有希望的。与常规的过渡金属氧化物不同，在电化学循环过程中，原始的盐岩结构在某种程度上得以保留，是转化过程的主体。(CoMgCuNiZn)O HEO材料的性能明显优于相应的中熵氧化物，这为熵驱动的结构稳定性与改善的电化学性能之间提供了联系。在夹层型层状HEO阴极中，熵的稳定有利于O3型结构的形成。

参考文献：

Yanjiao Ma et al. High-entropy energy materials: challenges and new opportunities. Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D1EE00505G

https://doi.org/10.1039/D1EE00505G