低贵金属含量酸性析氧催化剂研究进展

摘要

质子交换膜水电解器(proton exchange membrane water electrolyzers,PEMWE)可以实现可再生能源与氢能的高效转化,但其阳极析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)过程缓慢,阻碍了其实际应用。铱基、钌基贵金属是目前较为优异的阳极催化剂,但有限的自然储量和高昂的成本限制了其大规模应用。为此,开发高效、稳定且低贵金属含量的催化剂成为当下研究热点之一。本文综述了近年酸性OER催化剂研究进展,首先阐述了吸附质演化机制和晶格氧氧化机制这两种主流OER反应机理,然后从贵金属合金、掺杂氧化物、单原子位点三种结构出发总结了最近报道的低Ir/Ru含量酸性OER催化剂,并围绕反应机制研究、材料结构设计和器件性能评估等角度对其未来发展进行了展望。