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隨著人們對全球變暖、環境污染和能源危機的日益關注，可持續能源戰略得到了有效探索。氫能作為傳統化石燃料的替代品的發展勢頭越來越猛。其中，酸性水電解產氫因其高效、高選擇性(高達99.995%)和無污染等特點而受到廣泛關注。然而，在高電流密度(超過500 mA cm^-2或1000 mA cm^-2)下，迫切需要高效、穩定的電催化劑來改善水分解的緩慢動力學過程。然而，微/納米催化劑的制備遇到了各種障礙，如表面張力高、顆粒團聚、活性和穩定性差、制備復雜、生產效率低、成本高和本征結構有限等，這進一步阻礙了酸性水電解技術的發展。

近日，天津大學陳亞楠和Liu Yanchang等通過高溫液相沖擊法(HTLS)合成超細高熵合金(HEA)納米粒子。其中，PtCoNiRuIr HEA-NPs的平均粒徑僅為3.24 nm，且均勻分散在炭黑載體上，表現出豐富的晶格應變。在典型的固態高溫沖擊法中，加熱/冷卻速率可以達到約10⁵ K s^?1，峰值溫度為3000 K。雖然這些參數可以在一定程度上調整，但環境因素，如壓力，氣氛，封蓋劑和還原劑仍然相對固定。相比之下，液相法提供了更多的可調參數，如封端劑、溶劑、分散劑等。

此外，液相環境的存在促進了更均勻的反應過程和更容易的形態和相控制的最終產物。重要的是，通過摻入液體介質，引入還原劑和封端劑來調節HEA-NPs的形貌，尺寸，尺寸和晶相；此外，焦耳熱的利用有利于高溫反應的維持，并使HEA-NPs的缺陷工程化成為可能。

基于以上優點，該策略能夠制備出具有精細尺寸、獨特的原子排列和缺陷的高效催化劑。這些催化劑表現出豐富的非配位位點和懸掛鍵，這將有助于它們獲得優異性能。因此，所獲得的PtCoNiRuIr HEA-NPs對析氫反應(HER)具有優異的活性和穩定性，在10 mA cm^-2和1 A cm^-2電流密度下的過電位分別僅為18和408 mV。

此外，這些HEA-NPs在0.5 M H₂SO₄中經過10000個CV循環后仍保持優異的活性，進一步突出了它們對HER的優越穩定性。總的來說，該項工作為進一步推進高通量合成相控、超細尺寸、富含缺陷和應變、避免聚集和相分離的HEA-NPs提供了新途徑。

Rapid high-temperature liquid shock synthesis of high-entropy alloys for hydrogen evolution reaction. ACS Nano, 2024. DOI: 10.1021/acsnano.3c07703

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天津大學ACS Nano：高溫液相沖擊快速合成高熵合金，用于高效催化HER

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