复合材料学报2024,Vol.41Issue(4) :1737-1749.DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20231120.002

过渡金属磷化物基材料在电催化析氢中的改性策略:现状及展望

Modification strategies of transition metal phosphide-based materials in electrocatalytic hydrogen evolution:Current status and prospect

雷琬莹 吴攀 司渭滨 赵亮 谭自强 杨鑫鑫 乔明涛 张婷婷
复合材料学报2024,Vol.41Issue(4) :1737-1749.DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20231120.002

过渡金属磷化物基材料在电催化析氢中的改性策略:现状及展望

Modification strategies of transition metal phosphide-based materials in electrocatalytic hydrogen evolution:Current status and prospect

雷琬莹 1吴攀 1司渭滨 1赵亮 1谭自强 1杨鑫鑫 1乔明涛 1张婷婷2
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作者信息

  • 1. 西安建筑科技大学 材料科学与工程学院,西安 710055
  • 2. 定西市产品质量监督检验所,定西 743000
  • 折叠

摘要

氢能作为一种零碳燃料,被认为是替代化石能源的理想能源.电催化析氢(HER)是一种绿色环保技术,可以裂解水分子制备氢气.因此开发低廉高效且稳定性好的非贵金属催化剂对于解决能源危机和可持续发展尤为重要.过渡金属磷化物(TMPs)具有良好的导电性、多变的化学组成、丰富的储量和稳定的理化性质,是HER反应重要的催化剂之一.本文首先介绍了HER反应机制及TMPs的结构特点,然后总结了TMPs的合成方法包括液相合成法和气-固合成法等,接着重点分析了现有TMPs的改性策略如形貌调控、缺陷调控、元素掺杂和界面复合,最后对未来TMPs的发展方向提出了展望.

Abstract

Hydrogen,a zero-carbon fuel,is supposed to be the potential alternative for fossil energy.Electrocataly-tic hydrogen evolution reaction(HER)is a green technology that could split water molecules to produce hydrogen.Therefore,exploring the low-cost,efficient and long-stable noble metal-free catalysts is particularly important for solving the problems of energy crisis and sustainable development.Transition metal phosphides(TMPs)possess excellent electrical conductivity,variable chemical composition,abundant reserves and stable physicochemical properties,which is one of the critical catalysts in HER.Herein,the HER mechanism and the structural characteris-tics of TMPs are introduced at first,then the fabrication approaches of TMPs like liquid phase formation,gas-solid synthesis,etc.are summarized.This paper are mainly focusing on the recent modification strategies for TMPs-based nanostructures,such as morphology regulation,vacancy creation,elemental doping and interface engineer-ing.Finally,the future directions for the development of TMPs is proposed.

关键词

过渡金属磷化物/氢能/电催化/析氢反应/改性策略

Key words

transition metal phosphide/hydrogen/electrocatalysis/hydrogen evolution reaction/modification strategies

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基金项目

国家自然科学基金(51902443)

陕西省教育厅重点研究项目(22JY039)

陕西省教育厅重点研究项目(22JY037)

出版年

2024
复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.933
ISSN:1000-3851
参考文献量88
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