Phase engineering and surface reconstruction of CrxMnFeNi high entropy alloys for electrocatalytic water splitting

塔菲尔方程 高熵合金 X射线光电子能谱 材料科学 析氧 分解水 催化作用 溶解 相(物质) 电催化剂 化学工程 纳米技术 物理化学 化学 冶金 微观结构 电化学 电极 工程类 光催化 有机化学 生物化学
作者
Yong Wang,Na Gong,Gang Niu,Junyu Ge,Xianyi Tan,Mingsheng Zhang,Shixuan Wang,Huibin Wu,Tzee Luai Meng,Huiqing Xie,Kedar Hippalgaonkar,Zheng Liu,Yizhong Huang
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:960: 171039-171039 被引量:27
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2023.171039
摘要

The quest for cost-effective and efficient catalysts for oxygen and hydrogen evolution reactions is vital for a carbon-neutral future. High entropy alloys (HEAs), known for their exceptional thermodynamic stability and performance, have recently emerged as promising candidates in this field. Yet, the relationship between the phase and catalytic performance in HEAs remains understudied. Commonly, metallic catalysts undergo surface reconstruction under high oxidizing potentials under the oxygen evolution reaction (OER), making the identification of the truly active species essential for designing efficient catalysts. Nonetheless, characterization of surface reconstruction of nanoscale HEAs is challenging due to low content of each metal, exacerbated by the use of nonmetal support during synthesis. In this study, we unveil the phase-performance relationship in HEAs and identify that the body-centered cubic (BCC) phase CrMnFeNi outperforms its face-center cubic (FCC) phase counterparts in catalyzing both OER and the hydrogen evolution reaction (HER) due to its superior electrical conductivity and optimized electronic structures. Particularly, Cr1.5MnFeNi with the most prominent BCC phase demonstrates superior OER activity (η10 of 255 mV and Tafel slope of 28.7 mV dec−1), surpassing other Cr, Mn, Fe, Ni-based catalysts, and even state-of-the-art RuO2. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis a transition of Mn, Fe, and Ni elements from metallic states to oxidation states, with surface dissolution of Cr after OER durability tests. This research elucidates the phase-dependent electrocatalytic performance and surface reconstruction in HEAs, providing valuable insights for designing and optimizing HEA materials for electrocatalytic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小超人完成签到,获得积分20
刚刚
啊帅发布了新的文献求助10
1秒前
寒冷山雁完成签到,获得积分20
1秒前
木有啦关注了科研通微信公众号
1秒前
yanni完成签到,获得积分10
1秒前
慕青应助coco采纳,获得10
1秒前
科研通AI6.1应助风趣寻芹采纳,获得10
2秒前
朴素板栗发布了新的文献求助10
2秒前
木子发布了新的文献求助10
2秒前
是白细胞发布了新的文献求助10
2秒前
mmm完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
3秒前
tanc完成签到,获得积分10
3秒前
暗生崎乐完成签到 ,获得积分10
3秒前
李帅男完成签到,获得积分10
4秒前
FELI发布了新的文献求助30
4秒前
Ronnie发布了新的文献求助10
4秒前
阿鹏发布了新的文献求助10
4秒前
靖哥哥发布了新的文献求助10
4秒前
小二郎应助成就采纳,获得10
5秒前
自由的落雁发布了新的文献求助150
5秒前
5秒前
幽默发卡完成签到,获得积分10
5秒前
搞怪玩家发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
初景应助shiqin采纳,获得20
6秒前
6秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
嘻嘻哈哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
Awalong完成签到,获得积分10
6秒前
xy发布了新的文献求助30
7秒前
LLT发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
faithyiyo发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
领导范儿应助饿了么采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6438786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8252937
关于积分的说明 17563499
捐赠科研通 5497071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899140
邀请新用户注册赠送积分活动 1875735
关于科研通互助平台的介绍 1716508