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Small Structures:高活性非晶催化剂在电催化分解水领域研究进展
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能源和环境问题已经成为人类持续发展面对的最大挑战,发展绿色环保的可再生能源无疑是科技发展的当务之急。其中,环境友好且能量密度高的氢气被认为是化石能源的理想替代燃料,电解水更被认为是有效制氢的方法之一。然而电解水过程中的阴极析氢反应 (HER) 与阳极析氧反应 (OER)需要较高的过电位,严重限制了产氢效率。因此,探寻新型高效稳定的电催化剂是电解水产氢亟需解决的问题之一。
目前的催化剂可分为两类:非晶态与晶态催化剂。相较于晶态材料,非晶材料原子排列虽然短程有序,长程无序,配位不饱和度高,有利于反应物的吸附。此外,非晶催化剂成分可在大范围内进行调节,具有更多的催化活性位点。非晶态结构灵活多变,能够促进活性位点与反应中间体之间的电荷转移,表现出更为优异的电催化分解水性能。迄今为止,科研工作者大多致力于研究晶态催化剂,对非晶态催化剂的研究相对较少。
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