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高熵合金(HEA)催化劑由于多金屬組分的協同作用而表現出優異的多功能催化性能。然而，對HEA催化劑的形狀控制合成，特別是那些具有高指數晶面的催化劑，仍然具有很大的挑戰性，這限制了其催化性能的進一步提高。

基于此，華南理工大學康雄武課題組通過一鍋法合成具有豐富的(310)晶面和晶體尺寸為38.5 nm的凸立方體形Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA催化劑。

具體而言，研究人員首先制備了立方體形納米晶體，并且在立方體納米晶體的每個面上進一步選擇性地生長錐形晶體以形成凸立方體。性能測試結果顯示，Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA催化劑對氧還原反應(ORR)、析氫反應(HER)和析氧反應(OER)表現出優異的電催化性能。在0.1 M HClO₄中的ORR半波電位為0.87 V；在堿性介質中，電流密度為10 mA cm^-2時，HER和OER過電位分別為20 mV和259 mV。

此外，研究人員利用密度泛函理論(DFT)計算研究了Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA上局部原子配位和HER反應能壘。

結果顯示，Pt-Ru-Cu位點上具有優化的ΔG_*H并且其是Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA的本征活性位點，即Ru摻雜和多金屬組分協同相互作用對于Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA的催化活性提高具有重要作用。

這項工作提供了一種對高熵合金催化劑獨特形狀控制合成的有效策略，能夠設計出用于多功能電催化及其他領域的高效高熵合金催化劑。

Convex Cube-Shaped Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru High Entropy Alloy Catalysts toward High-Performance Multifunctional Electrocatalysis. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202204255

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?華南理工Small：高熵合金用于高性能OER、ORR和HER電催化

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