水分解のためのCuCoNiFeMn高エントロピー合金の電気触媒活性を向上させるバナジウムの補完的機能

要約 多金属元素からなる単結晶構造の高エントロピー合金（HEA）は、電気触媒において魅力的です。しかし、HEAにおける各元素の補完的機能を特定することが前提条件です。そのため、V x CuCoNiFeMn（x = 0、0.5、1.0）HEAを調査し、水素生成反応（HER）におけるバナジウムの活性な役割を特定します。構造的研究により、HEAにおけるVの成功した挿入が示されています。V 1.0 CuCoNiFeMn（V 1.0 -HEA）は、可逆水素電極に対して250 mVの過電位を示し（−50 mA cm −2、1 m KOHで）、コントロールHEAの422 mVよりも約170 mV低いです。V 1.0 -HEAの電気伝導性と電気化学的表面積が向上し、HER活性を加速しました。さらに、密度汎関数理論計算は、V 1.0 -HEAの水の解離および水素吸着エネルギーが低下することを示し、その結果HER反応速度が向上しています。V 1.0 -HEAの表面におけるバリア高さと活性部位に対するV挿入の効果が図式的に説明されています。この研究は、大規模電気化学的水分解のための高活性HEAの開発に寄与することができます。