科创中国

【技术背景】

90%的化工品生产需要高性能催化剂，清洁能源汽车及燃料电池的商业化也离不开高性能催化剂。然而，现有商用催化剂一般为贵金属（价格昂贵）或简单合金（性能及稳定性差），无法实现高效、节能、环保的催化过程及清洁能源利用。

     【解决方案】

高熵合金催化剂，通过将4-5种不同非贵金属混合成高熵合金态，革命性地提高了催化剂的活性、稳定性，且材料及制造成本价格低廉，非常易于连续化快速制造生产，对传统化工行业和清洁能源催化提供了优异的新材料平台和巨大的可预见的前景。本成果在2018年在国际顶级杂志《科学》以封面文章报道（Science 2018, 359,1489.），并获得了美国工业界2020年发明创造100奖（工业界的奥斯卡奖）。

     【技术优势】

新型高熵合金催化剂可以直接代替原有的贵金属催化体系，大大减少催化剂价格及成本，可广泛应用于传统化工催化及新能源电催化领域。

以化工催化中氨气氧化制硝酸为例，工业界使用贵金属PtPdRh催化剂网格，价格高昂，并且反应温度为900℃。使用纳米分散的高熵合金催化剂（PtPdRhCoCe）,整体贵金属用量减小90%以上，且反应温度降低200℃，可同时实现性能优异及高度稳定。

因此，通过针对不同反应进行高熵合金催化剂的开发，有望代替贵金属催化剂，大大提升反应活性及能源效率及产品产出率等。

     【应用场景】

项目技术成熟，需要根据具体化工催化反应或清洁能源催化反应相结合，针对性开发高性新型高熵合金催化剂体系。

（1）传统化工催化：已经开发的高性能高熵合金催化剂用于NH3氧化，NH3分解，NH3合成，CO氧化，CH4氧化，CH4燃烧等，其他反应也可以进行快速开发。

（2）清洁能源电催化：已经开发的高熵合金体系用于水分解（H2, O2），氢能源燃料电池，甲醇燃料电池，乙醇燃料电池，CO2还原等，其他反应也可以进行快速开发。

（3）高性能下一代电池：已经开发的高熵合金体系用于Li-空气电池，Li-CO2电池，Li-O2电池等，其他反应也可以进行快速开发。

     【知识产权】
     该技术已申请多项发明专利，下表是部分展示：