Li-O2電池（LOB）具有超高的理論能量密度（3457 Wh kg-1），是一種很有前途的“超鋰離子”技術(shù)，但目前受到O2與Li2O2可逆氣-固反應(yīng)正極動(dòng)力學(xué)緩慢的阻礙。此外，缺乏實(shí)現(xiàn)高性能的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，使得催化劑的探索無果而終。

基于此，南京大學(xué)郭少華教授等人報(bào)道了通過高熵策略精心構(gòu)建了一系列具有寬分布d-帶中心（即大范圍吸附強(qiáng)度）的催化劑，從而對(duì)LOB電催化劑中的Sabatier關(guān)系進(jìn)行了深入研究。d作為概念演示，使用FeCoNiMnPtIr作為催化劑的LOB提供了超過80%的卓越能量轉(zhuǎn)換效率，并以4000 mAh g-1的高固定比容量穩(wěn)定工作2000 h。

通過DFT計(jì)算，作者研究了d-帶中心與催化活性之間的關(guān)系。將吸附催化劑與LiO2（LOB中最關(guān)鍵的中間體）或Li2O2（其分解動(dòng)力學(xué)主導(dǎo)LOB的能量轉(zhuǎn)換效率）之間的結(jié)合強(qiáng)度作為d-帶中心的指標(biāo)進(jìn)行了研究。LiO2/Li2O2的兩個(gè)O原子在設(shè)計(jì)的合金中與活性原子結(jié)合，而Li原子通過靜電相互作用被其他原子吸引。 LiO2/Li2O2的結(jié)合能隨著d-帶中心的下降而不斷降低，呈現(xiàn)出HEA > PtIr > HEAPtIr > HEAIr > HEAPt的趨勢。能量轉(zhuǎn)換效率隨結(jié)合能的單調(diào)變化呈火山曲線而非線性曲線，且在HEAPtIr具有中等吸附能力的陰極處達(dá)到最大值。

作者直接看到LiO2在HEA和PtIr表面上結(jié)合更強(qiáng)，O原子和金屬原子之間的電子密度也更高，而HEAIr和HEAPt沒有明顯的增加，HEAPtIr達(dá)到了平衡。 作者還計(jì)算了O1-O2鍵的投影和積分晶體軌道漢密爾頓族（pCOHP和iCOHP）的值，對(duì)于-pCOHP，正負(fù)部分分別代表成鍵和反鍵相互作用，而-iCOHP越負(fù)則表明氧原子之間的相互作用越弱。從HEAPt到HEAPtIr，隨著結(jié)合能的增加，占據(jù)了更多的反鍵態(tài)，表明與HEAIr和HEAPt相比，HEAPtIr可以進(jìn)一步削弱O1與O2之間的相互作用。

Sabatier Relations in Electrocatalysts Based on High-entropy Alloys with Wide-distributed d-band Centers for Li-O2 Batteries. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202310894.