雙金屬Ni-Co 基析氧反應電催化劑研究進展

秦欣妍 ，溫佳麗 ，徐嘉樂 ，賀文迪 ，劉倩倩 ，于洲 ,?，高嘯天 2

（1. 沈陽師范大學 化學化工學院, 遼寧 沈陽 110034；2. 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司, 廣東 廣州 510663）

0 引言

能源和環保問題是現代社會可持續發展的重要挑戰[1]。特別是在面臨人口持續增長、化石燃料日益枯竭、氣候變化影響日益惡化的情況下，開發新的清潔和可持續能源至關重要。氫能具有無污染、能量密度高、資源豐富等特點，是最具潛力的傳統化石燃料替代品之一[2]。在眾多制氫技術中，電催化分解水是一種很有前途的大規模制氫技術[3]。析氧反應（Oxygen Evolution Reaction，OER）作為電解水制氫技術的陽極反應，由于反應機理復雜，其反應速率很大程度上決定了裝置的運行效率。一般來說，最被廣泛認可的OER 機制是吸附質演化機制（Adsorbate Evolution Mechanism，AEM），它涉及到在過渡金屬陽離子位點上四個電子-質子協同轉移生成O2，如圖1 和式（1）～式（5）所示。通常，*OH（*表示電催化劑上的活性位點）最初是在活性位點（1）上生成的。然后經過質子耦合的電子轉移過程，轉化為*O（2）。隨后，*O 經過以下兩種可能的途徑之一產生分子O2：兩個*O（3）的直接耦合或通過與另一個OH–反應生成*OOH，該OH–通過另一個質子耦合電子轉移過程（4）和（5）進一步轉化為O2[4]。

圖1 堿性電解質中OER 的AEM 機制示意圖[4]Fig. 1 Schematic diagram of AEM mechanism of OER in alkaline electrolyte[4]

然而，發生在陽極上的四電子析氧反應（OER）具有動力學遲緩、能量轉換效率低等特點，成為電催化分解水的技術瓶頸。為了克服OER 過程的能量障礙，必須開發能在低過電位下傳遞高電流密度并具有長期穩定性的電催化劑。……