电解水析氢贵金属电催化剂的研究进展

摘要

当前，人类面临的传统化石能源枯竭和环境污染问题引发了寻找替代新能源的热潮，而氢能作为一种绿色能源，具有能量密度高、零排放和来源广泛等优点，引起人们广泛关注。在目前各种制氢技术中，利用可再生能源所产生的电能作为动力来电解水是最为成熟和最有潜力的技术之一，也是通向氢经济的有效途径。该技术的核心问题为高效、稳定、廉价的电解水析氢催化剂的开发。和非贵金属相比，贵金属催化剂具有活性高和稳定性好的优点，但应用成本偏高、催化性能还需进一步提高。主要介绍以Pt, Pd, Ru, Rh和Ir等贵金属元素为主要活性组分的高效析氢电解水催化剂的研究进展，一方面通过筛选性能优良的载体提高催化剂的活性、稳定性和原子利用率；另一方面是贵金属活性组分的合金化或者利用纳米技术调控活性组分的形貌。最后展望了贵金属基材料在电解水析氢反应中的发展方向和产业化应用前景。