【摘要】 反应中间体的吸附能(AE)是目前电化学反应(如水电解、氢燃料电池、电化学固氮、电化学二氧化碳还原等)最重要的描述符,它可以弥补催化剂结构与活性之间的差距。

全球变暖正成为亟待解决的最紧迫问题之一。政策已经集中提出,重点是减少化石燃料的使用和碳排放。为了实现这一目标,清洁燃料和能源应该从可持续能源中生产,包括风、阳光、潮汐、波浪、生物质能、地热等。由于可再生能源工厂的安装增加以及光伏技术的进步,可再生能源价格正在迅速下降。然而,缓慢的反应速率给从可再生电力中舒适地生产可储存燃料(如H2和天然气)和从零碳燃料(如H2和H2O2)中生产能源带来了很大的困难。反应中间体的吸附能(AE)是目前电化学反应(如水电解、氢燃料电池、电化学固氮、电化学二氧化碳还原等)最重要的描述符,它可以弥补催化剂结构与活性之间的差距。追踪声发射的历史和演变有助于了解电催化和设计最佳的电催化剂。为了加快能量与燃料之间的电化学转化反应速率,特别是在包含多个电子转移的反应中,电催化剂起着至关重要的作用。Zhang等人[1]以氧电催化为重点,全面介绍了如何选择声发射作为活性描述符、声发射的内在和经验关系、声发射与结构和电催化性能之间的联系、获得声发射的途径、通过调节声发射提高催化活性的策略、环境对声发射的外在影响以及规避声发射线性标度关系的方法。最后对吸附能与电催化性能之间存在的障碍进行了展望,并对今后可能进行的研究进行了展望。

[1] Zhang, J., et al., Adsorption Energy in Oxygen Electrocatalysis. Chemical Reviews, 2022. 122(23): p. 17028-17072.

 

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