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High‐Entropy Metal Sulfide Nanoparticles Promise High‐Performance Oxygen Evolution Reaction

材料科学 过电位 纳米颗粒 硫化物 析氧 电催化剂 三元运算 X射线光电子能谱 催化作用 化学工程 金属 纳米技术 无机化学 物理化学 化学 电化学 有机化学 电极 冶金 工程类 计算机科学 程序设计语言
作者
Mingjin Cui,Chunpeng Yang,Boyang Li,Qi Dong,Meiling Wu,Sooyeon Hwang,Hua Xie,Xizheng Wang,Guofeng Wang,Liangbing Hu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (3) 被引量:395
标识
DOI:10.1002/aenm.202002887
摘要

Abstract Transition metal sulfides with a multi‐elemental nature represent a class of promising catalysts for oxygen evolution reaction (OER) owing to their good catalytic activity. However, their synthesis remains a challenge due to the thermodynamic immiscibility of the constituent multimetallic elements in a sulfide structure. Herein, for the first time the synthesis of high‐entropy metal sulfide (HEMS, i.e., (CrMnFeCoNi)S x ) solid solution nanoparticles is reported. Computational and X‐ray photoelectron spectroscopy analysis suggest that the (CrMnFeCoNi)S x exhibits a synergistic effect among metal atoms that leads to desired electronic states to enhance OER activity. The (CrMnFeCoNi)S x nanoparticles show one of the best activities (low overpotential 295 mV at 100 mA cm −2 in 1 m KOH solution) and good durability (only slight polarization after 10 h by chronopotentiometry) compared with their unary, binary, ternary, and quaternary sulfide counterparts. This work opens up a new synthesis paradigm for high‐entropy compound nanoparticles for highly efficient electrocatalysis applications.
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