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

电催化剂 合金 纳米孔 亚稳态 材料科学 Boosting(机器学习) 电化学 化学工程 纳米技术 物理化学 冶金 化学 计算机科学 电极 人工智能 有机化学 工程类
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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