Intermetallic electrocatalysts for hydrogen evolution

doi:10.1038/s41427-026-00667-2

Intermetallic electrocatalysts for hydrogen evolution

2026-08-26

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DOI：10.1038/s41427-026-00667-2

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电化学水分解是一种有前景的氢气生产策略，因为它可以方便地与太阳能和风能等可再生能源集成，从而为可持续和分散式绿色氢气生产铺平道路。开发用于氢析出反应（HER）的阴极电催化剂对于氢气生产具有重要意义，这促使人们通过结构调控，致力于高效HER电催化剂的合理设计与合成。具有明确晶体结构的金属间化合物（IMCs）因其特定的有序原子排列和不同金属原子之间的协同效应产生的可调电子结构，已引起广泛关注，成为高活性和高稳定性HER催化剂。在本综述中，我们总结了IMC电催化剂合成的最新进展，然后概述了它们的电催化HER性能。此外，我们还总结了各种催化剂在高电流密度下的HER性能以及在膜电极组件中的应用。最后，我们展望了IMC基HER电催化剂研究领域未来的机遇、新兴趋势以及关键挑战。可再生能源的迫切需求使氢气因其高能量密度和零碳排放而成为清洁替代品。然而，传统的工业氢气生产方法通常会产生限制其在燃料电池等应用中使用的杂质。电催化水分解提供了一种更清洁的替代方案，金属间化合物（IMCs）因其有序的原子结构和稳定性而成为有前景的催化剂。本文探讨了IMC的各种合成方法，如热退火和湿化学方法，这些方法允许对催化剂的形貌和组成进行精确控制。该研究强调了氢析出反应（HER）性能的显著改善，与传�催化剂相比，IMCs表现出更低的过电位和增强的稳定性。这些发现表明IMCs可能在大规模氢气生产中发挥关键作用。该摘要最初由人工智能起草，然后由作者进行了修订和事实核查。电化学水分解已作为一种可持续氢气生产的关键技术出现，对氢析出反应（HER）电催化剂的活性和耐久性提出了严格要求。具有明确原子有序排列和精确可调电子结构的金属间化合物（IMCs）最近作为一种新型高活性、高稳定性HER催化剂引起了越来越多的关注。本综述提供了IMC电催化剂理性合成最新进展的全面概述，并将它们的结构特征与HER性能相关联。此外，还批判性地讨论了IMC基HER电催化剂当前面临的挑战和未来研究方向。

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