Synthesis of Two-dimensional PdIr2 Alloy Nanosheets for Enhanced Alkaline Hydrogen Evolution Reaction Performance

doi:10.7503/cjcu20260146

Abstract

Abstract:

In recent years， the electrochemical hydrogen evolution reaction（HER） has emerged as a promising approach for sustainable hydrogen production. Among various catalysts， Pd-based materials are regarded as one kind of the most promising alternatives to Pt-based counterparts. However， the excessively strong adsorption of hydrogen intermediates on Pd surfaces limits their HER efficiency. In this study， the two-dimensional PdIr₂ alloy nanosheets was synthesized via an organic-precursor decomposition method. The formation of the alloy structure effectively modulates the electronic configuration of Pd， thereby enhancing its alkaline HER performance. Electrochemical measurements show that the PdIr₂ alloy nanosheet catalyst achieves an overpotential of only 19 mV at a current density of 10 mA/cm² and a Tafel slope of 51.4 mV/dec， significantly outperforming commercial Pt/C and commercial Pd/C catalysts. In addition， the catalyst exhibits excellent long-term stability， with a voltage decay of only 63 mV over 136 h（average decay rate of 0.46 mV/h）. Notably， the decay voltage remains within 10 mV over the final 116 h， demonstrating superior stability compared to the reference catalysts.

Key words: Pd-based catalyst, PdIr Alloy, Two-dimensional nanosheet, Hydrogen evolution reaction（HER） in alkaline

CLC Number:

O646

TrendMD:

TAO Qingmei, CHENG Hao, DENG Peifeng, ZHANG Weichen, WANG Yunxing, LIU Jialun, CAO Xuye, YANG Zhenzhen, ZHANG Genlei. Synthesis of Two-dimensional PdIr₂ Alloy Nanosheets for Enhanced Alkaline Hydrogen Evolution Reaction Performance[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(9): 20260146.

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Catalyst	Tafel slope/（mV·dec^-1）	η₁₀/mV	Ref.
PdIr₂ alloy	51.4	19	This work
FeCoNiCuPtIr HEA	54.5	21	［40］
Pt_SA⁃Mn₃O₄	54	24	［41］
Ru@2D⁃NC⁃700	31	46	［42］
Pt_SA⁃NiSe⁃V	52	45	［43］
S⁃NiFe₂O₄	61	80	［44］
Pt@DG	53	37	［45］
Ru@V⁃RuO₂/CHMS	55.1	47	［46］
Ni₅P₄⁃Ru	54	56.7	［47］
Rh⁃NiFeO _x	54	57	［48］
Ru	69	87.2	［49］

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PdIr₂ alloy	51.4	19	This work
FeCoNiCuPtIr HEA	54.5	21	［40］
Pt_SA⁃Mn₃O₄	54	24	［41］
Ru@2D⁃NC⁃700	31	46	［42］
Pt_SA⁃NiSe⁃V	52	45	［43］
S⁃NiFe₂O₄	61	80	［44］
Pt@DG	53	37	［45］
Ru@V⁃RuO₂/CHMS	55.1	47	［46］
Ni₅P₄⁃Ru	54	56.7	［47］
Rh⁃NiFeO _x	54	57	［48］
Ru	69	87.2	［49］

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