背景介绍
随着能源和环境问题的日益突出，开发新能源并实现能源结构转型已成为当前的一个重要课题。氢能作为一种可广泛利用的清洁能源，可通过电催化水分解高效生产。传统的电解水是阳极析氧反应（OER）与阴极析氢反应（HER）的结合，然而OER涉及一个复杂的四电子转移过程，其电动势 Eθ = 1.23 V vs. RHE，反应动力学缓慢限制了整个水分解单元的效率。通过在阳极电解液中加入尿素、醇、5-羟甲基糠醛、肼及其他化学品来创建混合水电解，可以有效解决这一难题。电催化化学品氧化（ECO）可在较低的电位下进行，提供了一种替代 OER 的方法，可降低反应电位，并以环保和节能的方式获得更高价值的精细化工产品。
成果简介
本综述首先介绍了目前用于替代阳极析氧反应的电催化化学品氧化（ECO）的研究范围，化学品主要分布在醇类、含氮化合物和呋喃化合物中（图1）。ECO 可分别不同程度地降低催化反应的反应电位，并在阳极产生价值更高的不同精细化学品。镍基电催化剂因其优异的催化活性而在 ECO 中被广泛使用并备受关注。因此本文着重讨论了该领域中镍基催化剂的改性方法以提高其催化活性、选择性和稳定性。在碱性条件下，随着电位的升高镍基催化材料表面首先出现镍氧化物或氢氧化物，随后在更高的电位下，其表面会被 NiOOH 所覆盖。在之前的一些研究中，促进 NiOOH 的形成有利于氧化反应进行。通过控制催化剂的尺寸和形貌、引入缺陷和构建异质结等策略可从不同角度促进 NiOOH 的形成、暴露或再生。这将为阳极反应化学品底物的选择与镍基催化剂的改性提供参考。
作者简介
李海涛教授，博士生导师，江苏特聘教授。近年来，主要从事功能材料的设计及其在催化和清洁能源转化等领域的研究工作。在Angew. Chem. Ed. Int., Advanced Energy Materials, ACS Catalysis等国际主流期刊发表论文100余篇，被引用13000余次。
文章信息
Yu J, Liu Y, Liu N, et al. Modification strategies on nickel-based electrocatalysts for energy-efficient anodic reactions. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907014.
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