质子交换膜燃料电池（PEMFC）因高效环保成为清洁能源领域的重要发展方向，但其阴极氧还原反应（ORR）依赖高负载铂（Pt）催化剂，成本与资源稀缺性限制了大规模应用。Pt基金属间化合物（Pt-IMC）虽能降低Pt用量，但其高温有序化过程中纳米颗粒（NPs）易烧结长大，导致活性衰减。传统抗烧结策略（如载体工程、空间隔离）难以解决高金属负载（≥40 wt.%）下的烧结难题，因此亟需从热力学本质上探索降低纳米颗粒表面能的新方法。

基于此，中国科学院上海高等研究院陈禹彬、程庆庆、杨辉团队利用熵增辅助抗烧结策略合成了小粒径高载量Pt基高熵金属间化合物氧还原催化剂，并揭示了熵增抗烧结机制与Pt基高熵金属间化合物氧还原活性与稳定性增强机制，亮点如下：

1、熵增抗烧结新策略：提出“熵增辅助抗烧结”概念，通过增加合金前驱体的混合熵（ΔS_mix）降低纳米颗粒表面能，抑制高温下颗粒迁移与聚结。实验表明，随着合金元素种类增加（从一元Pt到五元PtCoNiGaZn），ΔS_mix显著提升，纳米颗粒平均尺寸逐渐减小，尺寸分布更均匀；理论计算阐明熵增可从根本上降低纳米颗粒表面能，从而有效削弱了烧结驱动力。

2、高负载、小尺寸、高有序Pt基高熵金属间化合物（Pt-HEI@Pt/C）的成功制备：通过液相还原-表面置换-高温退火工艺，制备出金属负载量40.53 wt.%、平均粒径3.15 nm的PtCoNiGaZn@Pt/C催化剂。其核心为有序L10面心四方（fct）高熵金属间化合物（HEI），表面包覆Pt壳层，形成“核-壳”结构，有序度高达71%。HEI核通过强压缩应变（7.38%）优化Pt壳层电子结构，调控d带中心，优化*OOH中间体吸附，同时抑制Pt氧化与溶解，显著增强了本征活性与稳定性。

3、优异的电催化性能与实际应用潜力：在0.9 V（vs. RHE）下，质量活性（MA）达0.65 A mg^-1 Pt，是商业Pt/C（0.12 A mg^-1 Pt）的5.4倍。经20,000次循环加速耐久性测试（ADT）后，MA衰减27%，半波电位仅衰减14 mV，远优于Pt/C（MA衰减>50%，半波电位衰减70 mV）。采用该催化剂，阴极低至0.1 mg _Pt cm^-2，氢-空燃料电池峰值功率密度高达0.96 W cm^-2，H₂-O₂燃料电池达2.44 W cm^-2，均超越商业Pt/C，质量活性0.85A mg _Pt^-1超越美国能源部（DOE）目标（0.44A mg _Pt^-1）。30,000次循环后，膜电极峰值功率密度仅下降6%（Pt/C下降28%）、质量活性仅衰减12.5%，呈现了巨大实际应用潜力。

该研究揭示混合熵与纳米颗粒表面能的关系，为高温抗烧结提供全新策略，阐明通过高熵金属间化合物 “应变调控”同步提升氧还原反应的活性与稳定性，突破传统二元合金的性能瓶颈。

上述研究得到国家自然科学基金、上海市科技创新行动计划等项目支持，相关成果发表于国际期刊Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202503628），第一作者为中国科学院上海高等研究院硕士研究生潘镛宇。