Boosting hydrogen evolution performance of nanoporous Fe-Pd alloy electrocatalyst by metastable phase engineering

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作者
Zhangyi Li,Chaoyang Wang,Yanqin Liang,Hui Jiang,Shuilin Wu,Zhaoyang Li,Wence Xu,Shengli Zhu,Zhenduo Cui
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:345: 123677-123677 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2023.123677
摘要

Nanoporous Fe-Pd alloy with metastable face-centered cubic (fcc Fe-Pd) phase is prepared by electrochemical dealloying as an electrocatalyst for hydrogen evolution reaction (HER). The nanoporous fcc Fe-Pd alloy achieves an overpotential of 58 mV at 10 mA cm−2 in 1 M KOH, outperforming those of stable body-centered cubic Fe-Pd alloy (bcc Fe-Pd) and commercial Pt/C catalyst. Density functional theory calculation reveals that the metastable fcc structure can tailor the coordination environment and electronic structure of Pd active sites in Fe-Pd alloy. As a result, the d‐band center of Pd active site shifts away from the Fermi level, which weakens the Pd-H interaction and reduces the energy barrier of water dissociation. In addition, the fcc Fe-Pd exhibits good mechanical properties, which maintains the catalytic performance in the deformation state. This work broadens the idea for designing and preparing HER catalysts via metastable phase structure design.
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