二维贵金属基金属间化合物电催化剂的研究现状
随着对更可持续和更高效的能源生产的需求不断增长，依赖于电催化的电化学能源转换技术成为有前途的替代方案。对最佳类型电催化剂的研究正在进行中。二维贵金属基合金电催化剂具有成本效益且易于使用，但具有明显的缺点，包括合金中原子之间的相互作用较弱，导致不稳定和活性降低。
但是，在合金中添加金属间化合物 (IMC) 可以改善不同元素之间的相互作用，并具有额外的好处。 10 月 26 日在 Energy Materials and Devices 上发表的研究回顾了当前开发二维贵金属 IMC 的研究及其优势。
“到目前为止，还缺乏对二维贵金属基 IMC 的合成及其在电催化中的潜在应用的全面综述。本综述通过全面概述二维贵金属基 IMC 的合成方法(包括 CO 辅助和卤化物离子调制方法)来填补这一空白。该综述还解决了二维贵金属基 IMC 的合成和电催化应用中当前面临的挑战。”中国北京的北京科技大学教授 Fukai Feng 说道。
在本文中，研究人员首先研究了合成二维贵金属基IMC的不同工艺，其中包括CO辅助和卤化物离子调制方法。然后他们总结了它们在电催化中的应用。在合成过程中可以实现电催化剂的某些有益特性，包括对称性还原。这是所期望的，因为降低催化剂的对称性提高了电催化活性。本文分析的合成方法包括CO辅助法和卤化物离子调制法。两种方法都有其优点，具体取决于所需的二维贵金属 IMC 类型。
在分析合成方法后，研究人员研究了二维贵金属基 IMC 在电催化中的不同实际应用。 Feng 表示：“二维贵金属基 IMC 的独特性能，包括各向异性(非均匀性)、众多活性位点、表面原子不饱和配位以及电子转移效率，使其具有优异的催化性能。”二维贵金属基 IMC 的实际应用示例是直接乙醇燃料电池。这种清洁能源很有趣，因为它是可再生的，易于储存和运输，并且具有高能量密度。直接乙醇燃料电池中使用的催化剂往往会吸收更多有毒的中间副产品。然而，二维贵金属基 IMC 抑制了这种吸收。研究人员指出，有些领域的研究较少，例如使用二维贵金属基 IMC 进行电化学水分解析氢过程中阴极发生的电化学过程。
展望未来，研究人员希望解决二维贵金属基 IMC 电催化剂的几个挑战，包括合成二维贵金属基 IMC 和用于该过程的金属。由于其固有的各向异性和高表面能，这是一个具有挑战性的过程。合成过程中面临的另一个挑战是合成后残留的表面活性剂副产物，这会降低催化剂的有效性。尽管一种称为热退火的方法可以消除对表面活性剂的需求，但该过程也有其自身的挑战。研究人员希望看到通过热退火合成二维贵金属基 IMC 的新方法。最后，研究人员希望看到由 2D 贵金属基 IMC 构建的 3D 结构，以提高催化剂的长期稳定性，并探索该技术的更广泛应用。
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