综述：高熵合金在电催化领域的最新进展：从理性设计到功能性能

这篇综述系统阐述了高熵合金（HEAs）在电催化领域（HER/OER/ORR/CO2RR/NRR等）的革命性潜力，重点解析了其通过构型熵稳定化、电子结构可调性和缺陷富集表面等特性突破传统贵金属催化剂（Pt/Ir/Ru）局限的创新路径，为可持续能源技术提供了材料设计新范式。

　　

高熵合金（HEAs）作为颠覆性电催化材料，通过将五种以上主元元素融入单相或多相固溶体，打破了传统合金设计范式。其核心优势源于四大特性：构型熵（ΔS_mix）驱动的热力学稳定性、晶格畸变诱导的电子结构可调性、缺陷富集表面提供的丰富活性位点，以及元素间"鸡尾酒效应"产生的协同作用。这些特性使HEAs能精准调控关键中间体（如HER中的H、OER中的OOH）吸附能，在氢能（HER）、燃料电池（ORR）、碳循环（CO₂RR）和合成氨（NRR）等领域展现出超越贵金属催化剂的潜力。

在材料设计方面，CALPHAD计算与机器学习（ML）联用实现了成分-结构-性能的精准预测。热冲击法、溶剂热合成等新兴制备技术可制备3-20nm的HEA纳米颗粒（NPs），其表面严重扭曲的晶格和多元活性位点分布，使FeCoNiMnRu HEA在碱性条件下HER过电位低至11.8mV。通过脱合金工艺构建的纳米多孔AlNiCoIrMo HEA，更实现了与Pt/C相当的Tafel斜率（24mV/dec）。

对于特定反应体系的优化策略各具特色：

甲醇氧化反应（MOR）

PdPtPbSnNi纳米线通过Sn/Pb调控*OH生成动力学，使质量活性达4.34A/mg_Pd+Pt；而PtFeCoNiCu HEA通过表面重构形成Co₂RuO₄活性层，将CO耐受性提升3倍。

氧还原反应（ORR）

PtCoFeNiCu/C催化剂在酸性介质中半波电位达0.924V，质量活性1.34A/mg_Pt，归因于氮掺杂诱导的Pt壳层电子重排。DFT模拟揭示IrPdPtRhRu HEA表面OH/O吸附能呈高斯分布，突破了传统火山图限制。

CO₂电还原

AuAgPtPdCu HEA在-0.3V下实现100%法拉第效率，而CuCoAlFeNi HEA通过Cu-Co协同作用将乙醇选择性提升至36.56%。理论计算表明CoCuGaNiZn组合能同时优化CO和H吸附能分布。

氮还原反应（NRR）

RuFeCoNiCu NPs在0.05V过电位下NH₃产率达57.1μg/h/mg，蒙特卡洛模拟证实Fe位点主导N₂活化而Co-Cu对促进*H转移。(TiVCrMo)B₂高熵硼化物通过Co掺杂将硝酸盐还原FE提升至97.9%。

未来发展方向聚焦于：①开发基于Operando表征的活性位点动态解析方法；②通过3D打印实现宏观-纳米跨尺度结构调控；③建立HEAs数据库加速ML指导的成分优化。这些突破将推动HEAs从实验室走向质子交换膜（PEM）电解槽等工业应用，最终实现绿色制氢、碳中性合成氨等可持续发展目标。