Химия высокоэнтропийных материалов для электрохимического хранения энергии

Стремление к созданию аккумуляторов с высокой плотностью энергии, способных работать в экстремальных условиях и использующих распространённые в земной коре элементы, в значительной степени ограничено медленными темпами инноваций в области материалов. Благодаря широким возможностям варьирования состава и оптимизации свойств высокоэнтропийная стратегия формирует новую парадигму проектирования материалов для аккумуляторов. Высокоэнтропийные концепции применялись к различным компонентам аккумуляторов — от твёрдых веществ до жидкостей. Однако эта область всё ещё находится на начальном этапе развития и требует значительной фундаментальной проработки для устранения неоднозначности определений, неясности или даже противоречивости механизмов повышения эксплуатационных характеристик, а также отсутствия рациональных принципов проектирования. Поэтому существует острая необходимость во всеобъемлющем обзоре, обобщающем текущие проблемы и перспективы развития всей аккумуляторной системы. В обзоре сначала рассматриваются фундаментальные принципы химии высокоэнтропийных материалов (HEMC) и их применение в аккумуляторах, а затем систематически обсуждаются механизмы, обусловленные энтропией, в твёрдой и жидкой фазах. Представлен целостный взгляд на проблемы и возможности, существующие на уровне всей аккумуляторной системы. Кроме того, освещаются последние достижения в методах синтеза и характеризации, многоуровневом компьютерном моделировании и интеграции искусственного интеллекта для ускорения развития HEMC в аккумуляторах.