可充电锂-二氧化碳(Li-CO2)电池由于其超高的能量密度和高效的二氧化碳捕获能力，被认为是一种很有前途的碳中和储能技术；然而，缓慢的CO2还原/析出动力学阻碍了其实际应用，导致过电位大，可循环性差。

在此，北京大学夏定国团队将六元素高熵合金 PtRuZnCoNiCu (PRZCNC-HEA) 用作金属CO2电池的正极催化剂。研究显示，PRZCNC-HEA 表面上的多个反应位点为高放电电压和低带隙的草酸盐产物生成提供了共生反应途径。

此外，金属-草酸盐配位模式和金属-草酸盐-碳酸盐偶联机制稳定了草酸盐产物。基于此，以 PRZCNC-HEA 作为正极催化剂的 Li-CO2电池实现了高放电电压（3.06 V）和低过电位（0.32 V），是迄今为止报道的最佳性能。

图1. Li-CO2电池性能

总之，该工作通过浸渍还原法制备六元素HEA纳米粒子（PRZCNC-HEA），并将其用作Li-CO2电池的正极催化剂。研究显示，PRZCNC-HEA表面上的不同反应位点为CO2还原提供了新途径，从而能够通过共生反应形成低带隙Li2C2O4产物。

受益于PRZCNC-HEA的高催化活性，Li-CO2电池实现了超过3.0 V的放电电压平台和仅0.32 V的过电势。因此，该工作为高性能Li-CO2电池的开发提供了可行途径。

图2. Li-CO2电池电化学过程的机制探究

Symbiotic Reactions over a High-Entropy Alloy Catalyst Enable Ultrahigh-Voltage Li–CO2 Batteries,Energy & Environmental Science2024 DOI: 10.1039/d4ee04116j