Due to their versatile composition and customizable properties, A2BC Heusler alloys have found applications in magnetic refrigeration, magnetic shape memory effects, permanent magnets, and spintronic devices. The discovery of all-d-metal Heusler alloys with improved mechanical properties compared to those containing main group elements presents an opportunity to engineer Heusler alloys for energy-related applications. Using high-throughput density-functional theory calculations, we screened magnetic all-d-metal Heusler compounds and identified 686 (meta)stable compounds. Our detailed analysis revealed that the inverse Heusler structure is preferred when the electronegativity difference between the A and B/C atoms is small, contrary to conventional Heusler alloys. Additionally, our calculations of Pugh ratios and Cauchy pressures demonstrated that ductile and metallic bonding are widespread in all-d-metal Heuslers, supporting their enhanced mechanical behavior. We identified 49 compounds with a double-well energy surface based on Bain path calculations and magnetic ground states, indicating their potential as candidates for magnetocaloric and shape memory applications. Furthermore, by calculating the free energies, we propose that 11 compounds exhibit structural phase transitions and suggest isostructural substitutions to enhance the magnetocaloric effect.

Refractory high-entropy alloys (HEAs) show promise for novel hydrogen storage technology, but addressing their limited gravimetric hydrogen storage capacity necessitates exploration of light alloying elements including Mg and Al. Here, we employ density-functional theory to investigate the hydrogen desorption energetics of Ti0.325V0.275Zr0.125Nb0.275 alloy and the impact of doping with Mg and Al. Our analysis reveals that Mg and Al addition thermodynamically destabilize the Ti0.325V0.275Zr0.125Nb0.275-hydride and lower its storage capacity. The observed destabilization is attributed to reduced chemical contributions to the desorption enthalpy in the Mg and Al-doped hydrides. Detailed examination of the electronic density of states, electron localization function, and crystal orbital Hamilton population analysis unveils fundamental features of chemical bonding in these hydrides. Notably, H-H antibonding states occur for hydrogen atoms located in the nearest-neighbor interstices of Mg and Al atoms. Charge transfer facilitates formation of these antibonding states. This comprehensive analysis enhances our understanding of the intricate interplay between electronic structure, hydrogen desorption energetics, and chemical bonding in HEA hydrides, offering valuable insights for the design and optimization of advanced hydrogen storage materials.