Cu‐Enhanced Sigma Phase High‐Entropy Intermetallics Enabling Efficient Hydrogen Evolution Through Hydrogen Spillover

氢溢流 材料科学 催化作用 溢出效应 离解(化学) 金属间化合物 塔菲尔方程 化学工程 相(物质) 无机化学 分解水 氢气储存 制氢 西格玛 纳米技术 化学物理 工作(物理) 结构稳定性
作者
Jin Tian,Linyuan Pei,Rongrong Shi,Yimin D. Zhang,Guangxin Sun,S. Wang,Ying Tang,Biao Chen,Enzuo Liu,Liying Ma,Chunnian He,Fang He,Chunsheng Shi,Naiqin Zhao,Wanxiang Zhao,Jianli Kang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.75333
摘要

ABSTRACT High‐entropy intermetallics (HEIs) exhibit outstanding stability in alkaline water electrolysis, but their application as catalysts is strictly restricted by sluggish hydrogen evolution reaction (HER) kinetics. Hydrogen spillover offers a promising strategy to address this challenge, enabling timely replenishment of active hydrogen in alkaline media through migration from water dissociation sites to adjacent catalytic domains. Herein, we report a Sigma phase HEIs catalyst S‐MnFeCoNiVCu, where spillover carrier‐Cu incorporation into the high‐entropy topological close‐packed structure significantly enhances hydrogen spillover efficiency. This catalyst exhibits excellent HER performance in 1 m KOH, requiring only 161 and 266 mV to achieve current densities of 100 mA cm −2 and 500 mA cm −2 , respectively. The markedly reduced Tafel slope (46.93 mV dec −1 ) and enhanced hydrogen adsorption/desorption kinetics provide clear evidence of hydrogen spillover phenomena during HER. The inherent structural stability of Sigma phase HEIs ensures ultra‐durable operation over 6000 h at 500 mA cm −2 with no detectable degradation. This work demonstrates a novel catalyst design paradigm through synergistic structural engineering and spillover carrier element incorporation, offering fresh insights into hydrogen spillover‐enhanced alkaline HER.
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