西工大校友一作！楼雄文，最新Science Advances！
学术
2024-10-02 08:19
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电催化是实现能源转换和减排的重要技术，因其在可再生能源利用中的潜力而成为研究热点。然而，现有的电催化剂往往面临活性不足和成本高的问题，这限制了其在工业应用中的推广。钙钛矿氧化物作为一种新兴的电催化剂，因其可调的组成和结构特性，引起了科学家的广泛关注。然而，钙钛矿氧化物在催化过程中常出现结构演变和表面重构现象，这影响了其催化性能的稳定性和可预测性。有鉴于此，香港城市大学楼雄文教授团队在Science Advances期刊上发表了题为“Structural evolution and catalytic mechanisms of perovskite oxides in electrocatalysis”的最新论文。研究人员开展了对钙钛矿氧化物催化机制的深入探讨，试图揭示影响催化活性的关键因素，并总结出有效的催化设计策略。综述显示，钙钛矿氧化物在氧气进化反应（OER）、氢气进化反应（HER）和氧还原反应（ORR）等多个反应中表现出优异的催化性能。此外，研究还强调了先进表征技术在理解催化机制中的重要性。通过系统研究，本文为未来钙钛矿氧化物电催化剂的设计与应用提供了理论基础，推动了该领域的进一步发展。
（1）本文首次系统性回顾了钙钛矿氧化物在电催化反应中的机制，明确了其在氧演化反应（OER）、氢演化反应（HER）和氧还原反应（ORR）等多种反应中的重要作用。（2）研究表明，钙钛矿氧化物的结构和组成对催化活性有显著影响。通过对电催化剂的高级表征，揭示了表面淋洗和重构对催化性能的影响。此外，探讨了如何利用机器学习和理论计算筛选高活性过渡金属，提升催化剂设计的效率。（3）在催化机制方面，尽管已有大量成果，但仍存在催化机理的理解不足与测试方法的挑战，尤其是在反应中涉及碳和氮的转化机制上。这表明需进一步深化理论研究与实验表征的结合，以提高催化剂的性能。（4）本文建议未来在钙钛矿氧化物的合成与应用中，利用先进技术开发高效、稳定、低成本的电催化剂，以应对可再生能源的需求与挑战，从而推动电催化在工业应用中的广泛部署。本文深入探讨了钙钛矿氧化物在电催化反应中的机制，揭示了其高度可调的组成和结构如何显著影响催化活性与稳定性。这一发现不仅为理解电催化反应提供了新的视角，也强调了催化剂设计中应重视的关键因素。通过对催化机制的全面总结，研究者能够识别和优化电催化过程中的重要参数，从而提高钙钛矿氧化物的性能。此外，本文还提出了先进的表征技术，显示出对催化机制的深刻理解如何促进高效电催化剂的开发。随着人工智能和机器学习等新技术的应用，未来的材料设计有望更加高效、精准，推动可再生能源的利用。综合来看，本文为电催化剂的研究提供了理论依据和实践指导，展示了钙钛矿氧化物在能源转化和环境保护等领域的广泛应用潜力，启示科研人员在材料开发中应关注结构与性能之间的内在联系，以实现更可持续的技术创新。Jia-Wei Zhao et al. ,Structural evolution and catalytic mechanisms of perovskite oxides in electrocatalysis.Sci. Adv.10,eadq4696(2024).DOI:10.1126/sciadv.adq4696🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！
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