論文簡介
氫能被認為是一種綠色的能源載體，能有效緩解能源短缺和環境污染等問題。目前可再生能源驅動的堿性電解水是一種主流的綠氫制備技術。然而緩慢的析氫反應（HER）動力學以及催化電極較差的穩定性使其很難滿足工業應用的需求。Ni基材料由于其低成本以及優異的抗腐蝕特性，在堿性電解水領域受到廣泛的關注。但是由于基礎研究和工業應用之間顯著的差異，使得這些催化電極并沒有廣泛應用于工業堿性電解槽中。
基于此，蘇州大學沈明榮教授團隊和考克利爾氫能Pierre-Yves Olu系統綜述了Ni基材料在工業堿性電解水產氫中的研究進展，著重介紹了Ni基HER催化劑的性能評估體系、性能提升策略（主要包括形貌工程、摻雜、合金化、異質結構筑以及空位構筑等策略）、穩定性提升策略（聚焦于催化電極的結構穩定性以及催化劑的本征穩定性）以及目前工業應用主要關注的問題（包括電極的大規模制備策略、電解槽啟停過程中的反向電流以及電解質中存在的雜質離子）。最后作者總結了該領域面臨的挑戰并進行展望。例如，電極設計應結合深層次的反應機理；結合一些原位表征，關注Ni基HER電極在反應過程中的動態變化，著重提升其穩定性；設計適應可再生能源波動的HER電極材料，降低反向電流對催化電極性能和穩定性的影響；從工業應用的角度，探索可大規模生產的電極制備策略；深入剖析雜質離子（如Fe離子）對HER性能的影響（如制備能抵御Fe離子沉積的催化電極或者優化電解槽設計，減少系統中Fe離子濃度等） 。
圖 Ni基HER催化劑性能和穩定性的提升策略及其在工業堿性水中的焦點問題
期刊簡介
《ChemSusChem》發表以化學為核心、在可持續性研究各個領域具有影響力的科研成果，包括綠色合成與化學、能源儲存與轉化以及材料升級回收等方向。該期刊涵蓋范圍廣泛，涉及可再生能源與材料、碳捕獲與轉化、氫能、環境化學、可持續催化以及綠色化學的所有方面。
