过渡金属基催化剂用于氧析出反应的研究进展

摘要

由于动力学缓慢,在能源转换和储存过程中,特别是在电解水过程,氧析出反应(OER)是一个关键的限制性反应.目前该领域所面临的主要挑战是探索不含贵金属的催化剂,以促进OER反应过程.由于独特的化学、物理特性和低廉的使用成本,过渡金属基化合物在水的电化学分解过程中的应用得到了广泛关注.本文综述了尖晶石、钙钛矿和层状双金属氢氧化物(LDH)三种过渡金属化合物作为OER电催化剂的最新研究现状和进展,重点介绍了提高OER催化活性和催化剂稳定性的策略以及相应催化剂的催化性能和效果.综合当前文献的研究结果可以发现,OER催化活性的提高主要有两种措施:一是在催化剂中引入更多的催化活性位点,并且保证这些活性位点尽可能暴露在催化剂的表面;二是优化催化剂的导电性能.通过控制尺寸、形态、晶格缺陷、氧空位、相态及化学组成,或者与导电材料相复合,可以在一定程度上满足上述两种要求.最后,对OER电催化剂的未来发展方向进行简要讨论.