利用可再生能源電解水制氫,是實(shí)現(xiàn)綠色氫能經(jīng)濟(jì)的必由之路。現(xiàn)階段,電解水過(guò)程的陽(yáng)極析氧反應(yīng)過(guò)電位較高,催化劑性能不穩(wěn)定,制約著該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。使用經(jīng)濟(jì)高效的催化劑,可顯著降低析氧過(guò)電位,提高電解水制氫過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和電能轉(zhuǎn)化效率。在各類析氧催化劑材料中,過(guò)渡金屬氧化物(TMOs)由于晶體結(jié)構(gòu)多樣、儲(chǔ)量豐富、環(huán)境友好、易于制備以及活性較高等優(yōu)點(diǎn),受到了越來(lái)越多的關(guān)注。本文從活性和穩(wěn)定性出發(fā),總結(jié)分析了近年來(lái)過(guò)渡金屬氧化物催化析氧反應(yīng)的研究進(jìn)展,并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展提出了建議與展望。

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圖3雜原子摻雜增強(qiáng)過(guò)渡金屬氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs

圖3雜原子摻雜增強(qiáng)過(guò)渡金屬氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs圖4構(gòu)筑異相界面增強(qiáng)OER活性

圖4構(gòu)筑異相界面增強(qiáng)OER活性

圖3雜原子摻雜增強(qiáng)過(guò)渡金屬氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs圖4構(gòu)筑異相界面增強(qiáng)OER活性

圖3雜原子摻雜增強(qiáng)過(guò)渡金屬氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs

(1）氧空位：過(guò)渡金屬氧化物晶體結(jié)構(gòu)中的氧，在特定條件下易脫離晶格，造成晶格中氧缺失，形成帶正電的氧空位。氧空位在過(guò)渡金屬氧化物中能降低帶隙，提高HOMO能級(jí)和費(fèi)米能級(jí)，顯著提升催化劑的析氧活性[94-95]。富含氧空位的催化劑可由多種方法制備。比如，通過(guò)氧等離子體刻蝕法制備的富....

圖4構(gòu)筑異相界面增強(qiáng)OER活性

圖4構(gòu)筑異相界面增強(qiáng)OER活性(2）陽(yáng)離子空位：作為一種很重要的缺陷位類型，陽(yáng)離子空位也被利用來(lái)設(shè)計(jì)高活性的析氧催化劑。由于晶體整體呈中性，陽(yáng)離子空位會(huì)導(dǎo)致鄰近金屬離子化學(xué)價(jià)上升，使催化劑析氧活性增加。Jaramillo課題組[99]最早發(fā)現(xiàn)陽(yáng)離子空位能促進(jìn)析氧反應(yīng)。當(dāng)SrIr....

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