贵州师范大学：混合焓调控设计PtCoNiCuCr高熵合金！ORR半波电位0.89V/质量活性2.4倍Pt/C！

本研究针对质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应（ORR）动力学迟缓及铂基催化剂成本高、耐久性差的问题，提出以适中混合焓（ΔHmix）为热力学描述符的理性设计策略。贵州师范大学同鑫副教授团队基于二元Pt-M体系的混合焓数据，筛选出Co、Ni、Cu、Cr作为3d过渡金属组元，采用超快焦耳热方法合成了PtCoNiCuCr高熵合金催化剂。该催化剂在0.1 M HClO₄中展现出卓越ORR性能：半波电位达0.89 V，质量活性为商业Pt/C的2.4倍；经30,000圈加速老化测试后半波电位仅衰减5 mV；在H₂/O₂燃料电池测试中峰值功率密度达1.2 W cm⁻²。原位FTIR和DFT计算共同揭示，多元素协同作用调低了Pt的d带中心，使ORR速率决定步骤能垒从纯Pt的0.60 eV降至0.45 eV。该研究为高熵合金催化剂的理性设计提供了新范式。