過渡金屬硫化物在電催化分解水應(yīng)用中的研究進(jìn)展

摘" " " 要： 近年來，過渡金屬硫化物（TMS）材料由于其獨(dú)特的電子、光學(xué)、物理和化學(xué)性質(zhì)，在電催化分解水應(yīng)用方面引起了廣泛的研究興趣。系統(tǒng)闡述了用于制備TMS材料的一般合成方法，綜合介紹了TMS在氫氣析出反應(yīng)（HER）、氧氣析出反應(yīng)（OER）以及全解水方面最新的研究進(jìn)展。最后，總結(jié)了TMS材料在水分解方面的當(dāng)前挑戰(zhàn)和未來機(jī)遇，以期為合理設(shè)計(jì)和制備具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值TMS基電催化劑提供指導(dǎo)和啟示，從而進(jìn)一步促進(jìn)電解水制氫的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)" 鍵" 詞：電催化分解水；析氫反應(yīng)；析氧反應(yīng)；過渡金屬硫化物

中圖分類號：TQ151.1" " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2023）05-0710-04

可再生能源的大規(guī)模開發(fā)，對于當(dāng)今以碳中和經(jīng)濟(jì)取代對化石燃料的嚴(yán)重依賴至關(guān)重要[1]。在各種可再生能源戰(zhàn)略中，氫能的碳含量為零，并且具有較高的燃燒熱值，同時(shí)在能源轉(zhuǎn)換過程中具有清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來社會的主要能源載體[2]。在多種氫氣制備方法中，電催化分解水技術(shù)是獲得高純度氫氣的最有效解決途徑之一。電解水中的析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）在動(dòng)力學(xué)上都不活躍，需要高效電催化劑來促進(jìn)該反應(yīng)的進(jìn)行[3]。當(dāng)前研究表明，鉑族金屬催化劑是性能卓越HER催化劑，同時(shí)Ir-和Ru-基化合物對OER具有較好的催化作用，但由于他們資源短缺、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙了其大規(guī)模的應(yīng)用[4]。因此，尋找高效穩(wěn)定的非貴金屬型電催化劑對于長遠(yuǎn)發(fā)展氫能、減小資源浪費(fèi)乃至緩解環(huán)境污染等問題具有重要意義。……