日本东北大学于2023年7月28日宣布，通过使用高熵合金作为燃料电池的电极催化剂材料，成功地显着提高了性能。预计这项研究有望促进高性能汽车燃料电池催化剂的开发，研究成果已于7月26日在线发表在科学杂志《自然通讯》上。

Pt-HEA/Pt(111)表面的显微横截面图像和各组成元素的分布

由铂（Pt）和钴（Co）等过渡金属合金组合制成的催化剂已经作为燃料电池催化剂投入实际使用，并且它们表现出比单一铂更高的活性。然而，由于Co会在燃料电池发电过程中高酸性和高电位波动的环境中氧化和渗出，因此Pt-Co合金催化剂的耐久性是一个问题。

东北大学和日本国立产业技术综合研究所（AIST）的一个研究小组重点研究了铂-高熵合金（Pt-HEA）——在这种合金中，含有五种元素的高熵合金（HEA）与铂制成合金，是一种既活跃又耐用的材料。他们利用一种称为“电弧等离子体沉积”的真空沉积方法，创建了一个催化剂表面模型，在该模型中，Pt-HEA表面附近的组成元素分布和顶面原子结构在原子水平上受到控制。随后他们构建了HEA电催化剂的实验研究平台，以研究表面微结构对ORR 性能（活性和耐久性）的影响，并阐明ORR性能改善的机理。

该平台还用于研究已制备和评估的Pt-HEA 单晶表面微结构与ORR性能之间的关系，实验结果表明，Pt-HEA合金的 ORR 性能远远优于传统的Pt-Co合金。

研究小组表示，与Pt-Co合金相比，Pt-HEA合金的性能得到了显著改善，并且首次在原子水平上阐明了催化性能改善的机理。研究小组希望，通过进一步精确控制催化剂的原子和纳米结构，可有望加速高性能汽车燃料电池催化剂的开发。

粉体圈Coco编译