层状双氢氧化物基水分解电催化剂的研究进展

在化石燃料逐渐枯竭和能源危机的背景下，氢能因其超高的能量密度和环保特性而受到广泛关注。然而，大部分氢气生产仍然依赖化石燃料，2021年低排放氢气产量不足100万吨，这意味着它在缓解能源危机和环境退化方面的效益有限。

另外，通过水电解制氢具有产品无污染、可持续再生和反应物储存丰富的优点，使其成为进一步发展的有吸引力的选择。

由于驱动水电解需要克服显着的过电势，因此必须使用可以降低过电势的高效催化剂。层状双氢氧化物(LDH)基材料由于具有独特的层状结构、灵活的可调性、高比表面积和独特的电子分布等优点，被认为是有前途的水分解电催化剂。

然而，低电导率和有限的活性位点阻碍了LDH基电催化剂的工业应用。缺陷工程是调整局部表面微结构和电子结构的有效策略，可以有效解决LDH的缺点。

近日，华中科技大学王德利教授团队报告了LDH缺陷制备策略的最新进展，并系统讨论了缺陷如何影响LDH的电催化行为。该综述发表在《催化学报》上

首先，介绍了水电解的基本机理以及LDH作为水电解电催化剂所面临的挑战。然后，提出了缺陷工程在提高LDH电催化性能方面的优越性，并详细总结和讨论了一系列LDH缺陷制造策略。

随后，对催化活性、稳定性、形貌、结构、组成和缺陷类型之间的关系进行了分析和讨论。最后，讨论了在LDH上应用缺陷工程的挑战和前景。