Unravelling Composition–Activity–Stability Trends in High Entropy Alloy Electrocatalysts by Using a Data‐Guided Combinatorial Synthesis Strategy and Computational Modeling

材料科学 高熵合金 理论(学习稳定性) 电化学 实验数据 熵(时间箭头) 合金 计算机科学 生物系统 热力学 机器学习 物理化学 数学 化学 物理 冶金 电极 生物 统计
作者
Lars Banko,Olga A. Krysiak,Jack K. Pedersen,Bin Xiao,Alan Savan,Tobias Löffler,Sabrina Baha,Jan Rossmeisl,Wolfgang Schuhmann,Alfred Ludwig
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (8) 被引量:66
标识
DOI:10.1002/aenm.202103312
摘要

Abstract High entropy alloys (HEA) comprise a huge search space for new electrocatalysts. Next to element combinations, the optimization of the chemical composition is essential for tuning HEA to specific catalytic processes. Simulations of electrocatalytic activity can guide experimental efforts. Yet, the currently available underlying model assumptions do not necessarily align with experimental evidence. To study deviations of theoretical models and experimental data requires statistically relevant datasets. Here, a combinatorial strategy for acquiring large experimental datasets of multi‐dimensional composition spaces is presented. Ru–Rh–Pd–Ir–Pt is studied as an exemplary, highly relevant HEA system. Systematic comparison with computed electrochemical activity enables the study of deviations from theoretical model assumptions for compositionally complex solid solutions in the experiment. The results suggest that the experimentally obtained distribution of surface atoms deviates from the ideal distribution of atoms in the model. Leveraging both advanced simulation and large experimental data enables the estimation of electrocatalytic activity and solid‐solution stability trends in the 5D composition space of the HEA system. A perspective on future directions for the development of active and stable HEA catalysts is outlined.
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