过渡金属磷化物纳米材料催化尿素电解制氢研究进展

摘要

电解水制氢技术操作简单、产物纯度高,是一种前景广阔的绿色制氢方式。然而,阳极析氧反应(OER)具有较高的热力学电势和缓慢的动力学,严重阻碍了电解水制氢技术的大规模工业应用。近年来,人们发现利用较低热力学电势的尿素氧化反应(UOR)取代阳极OER能够同时实现氢气的节能生产和尿素废水的净化。但这种技术的挑战在于尿素电解过程涉及复杂的多步电子转移步骤,需要高性能的催化剂来提高其反应速率。过渡金属磷化物具有独特的催化表面、良好的导电性和稳定性等特点,在尿素电解制氢领域得到了广泛的研究和发展。本文综述了均相单金属磷化物和双金属磷化物以及非均相金属磷化物在催化尿素电解中的研究进展,分析了其组分和结构对催化活性和稳定性的影响,最后总结了尿素电解催化剂目前面临的难题和挑战,并展望了其未来的研究方向。