大电流密度下高性能析氢电催化剂研究进展

• 作者: 张奇 郑东前 刘馨璐 杨勇 梁欣 董珊珊 中国石化销售股份有限公司应用技术研究院
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: 电催化剂 析氢反应 大电流密度
• 年，卷（期）: 2024,（5）
• 页码范围: 100-108
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

H2作为一种清洁能源，被认为是缓解能源危机和减少环境污染最有前景的替代能源之一。利用可再生能源电解水制氢是生产绿氢的重要方法，但是工业电解水制氢大多存在运行电流密度低、能耗高等难题。提高电流密度是提高产氢速率最直接的方式，但是在未对电催化剂进行优化的情况下，提高电流密度会造成电耗的增加，因此亟需开发出在大电流密度下低过电位的高性能析氢反应(以下简称“HER”)电催化剂。首先介绍了在酸性和碱性介质中的HER反应机理：Volmer-Heyrovsky和Volmer-Tafel，提出了在大电流密度下高性能HER电催化剂需满足的要求；然后从单原子催化剂、合金催化剂和异质结构催化剂等角度出发，阐述了近年来国内外贵金属、非贵金属HER电催化剂的研究进展；最后对HER电催化剂未来发展所面临的挑战和机遇进行了分析。