在日本研究者已经合成了含有14种元素的纳米多孔超高熵合金。试验表明该合金为能分解水的和进行比商业基于铂的氢生成反应的催化剂和基于铱的析氧反应的催化剂较好。
“大多数传统合金催化剂都含有一种高原子百分比的初级金属成分，如铂，以及一种或两种原子百分比相对较低的初级金属成分，”解释说“王在匹兹堡，美国，谁没有参与这项研究的大学的材料科学家。“次要金属成分通常提供有利的配体或应变的效果，以增强主金属组分的催化性能。”高熵合金，但是，是一个相对较新的概念和包含在近等原子比例五个或更多个不同的元件。
到达远远超出五行，Fujita武他和来自日本各地的团队，通过简单的一步脱合金过程，合成了含有14种不同元素的纳米多孔超高熵合金，即铝、银、金、钴、铜、铁、铱、钼、镍、钯、铂、铑、钌和钛。
Wang说:“报道的超高熵合金催化剂的所有成分几乎都是等摩尔的。”“因此，主要选民和次要选民之间不再有区别。”
High-entropy alloys composed of so many different elements are unusual, but Fujita says it is the high degree of synergy within these alloys that leads to their distinct properties, such as their ‘high configurational entropy, lattice distortion and sluggish diffusion’, as well as their potential applicability as omnipotent catalysts.
“高熵合金的活性表面由数以百万计的不同的可能的原子排列，”藤田说。“因此，一些地方原子对可能会意外地显示出优良的催化性能。”
Fujita指出，合成包含如此多均匀分布元素的超高熵合金并不总是简单的。他解释说:“就像水和油一样，要把许多元素均匀地混合起来并不容易。”“然而，我们找到了一种简单的方法，通过一种简单的技术将14种元素均匀地混合在一起，用铝合金化，然后用蚀刻的方法去合金铝。”
脱合金过程引入的纳米孔结构增加了合金的表面积和潜在活性位点的数量，提高了其催化性能。此外，合金中不同的多金属组成有助于电荷转移和各种离子的吸附或解吸。
鸡尾酒效应
藤田描述为具有鸡尾酒的效果，因为混合这么多不同的化学成分的改变它们的行为的14元件组合物。“鸡尾酒效果并非来自所述元素的总和，但[从]元素的乘法。我们知道，鸡尾酒总是好吃不是每个元素的总和，因为，但从元素的组合附加意外的口味。”
研究小组评估了纳米多孔超高熵合金在酸性条件下的析氢和析氧反应中的电催化性能。它们表现出良好的电化学稳定性、快速电子传递和高反应动力学。表征证实，即使在酸性环境中浸泡10小时后，合金大部分仍保持其形态和多孔结构。
虽然纳米多孔超高熵合金的催化性能很大程度上归因于14种元素的协同效应，但由于合金中存在大量可能的元素组合，因此定义它过于复杂。
王指出，虽然研究将“鼓励更广泛的社会考察超高熵合金的更广泛的应用”，这个协同效应，关于电化学稳定性仍然是潜在的机制问题。
虽然藤田的团队选择了通常被用作催化剂的纳米多孔超高熵合金14个主要元素，有可能使用在未来更加元素。“非金属，[例如]硫或者磷，技术上可使用他们可能会导致意外的硫化物或磷化物用于催化，”言论藤田。然而，“在高熵合金构成元素的最大可能数目...仍然是一个未解决的问题”。
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