南京工业大学周廉院士、淡振华教授和南通大学孙海南教授应邀在Int. J. Miner. Metall. Mater. 期刊发表综述文章：过渡金属基非晶条带作为电解水催化剂的研究进展

电化学水分解过程中的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)涉及多电子转移和中间物质的吸脱附，是一个动力学缓慢过程。基于此，设计高效且低成本的催化剂对节约电解水制氢成本，提高能量转化效率具有重要意义。近年来，过渡金属（Fe，Ni，Co等）基非晶条带由于具有可自支撑、反应活性位点多及耐腐蚀性佳等优点，已被证实具有良好的电催化性能，而系统性地总结过渡金属基非晶条带作为高效电解水催化剂却鲜有报道。

近日，受Int. J. Miner. Metall. Mater. “先进储能技术及关键材料专刊—献礼北科大70周年校庆”邀请，南京工业大学周廉院士、淡振华教授和南通大学孙海南教授合作发表了题为“Recent Progress on Transition-Metal-Based Amorphous Ribbons as Electrocatalysts for Water Splitting”的综述文章，全面地总结了过渡金属基非晶条带作为高效电解水催化剂制备工艺、性能增强设计理念和机理、并总结目前研究挑战及未来展望。以期为高性能过渡金属基非晶条带催化剂发展提供参考。

文章亮点

1.介绍二元、三元和高熵过渡金属基非晶条带作为电解水催化剂的应用现状；

2.总结过渡金属基非晶条带状电催化剂性能增强设计方法，包括：形态调控、缺陷工程、成分优化和异质构建；

3.提出过渡金属基非晶条带状电催化剂面临的挑战和未来研究思路。

内容简介

本文首先介绍了电解水反应在酸、碱环境下的反应机理。贵金属催化剂普遍被认为具有较高的电解水催化效率。然而，高成本、稀缺性和稳定性差使其不能满足实际应用的需求。因此，采用高效优化策略制备电解水催化剂势在必行，过渡金属基非晶合金条带由于储量丰富、可自支撑、电极制备工艺更简洁以及催化性能好等优势，具有广阔的发展前途。

简述了过渡金属基非晶条带制备工艺，包括：单辊熔融纺丝法、吸铸法、高压压铸法、金属泡沫法等。总结了制备过渡金属基非晶条带电催化剂纳米多孔结构制备方法，常见的有化学/电化学脱合金、液态金属脱合金、气相脱合金等方法。其中本文重点介绍的化学/电化学脱合金是通过选择合适的电解液，选择性地溶解活泼的元素，剩余相对稳定的元素在表面扩散作用下自组织形成双连续多孔结构。

接着，介绍了二元、三元和高熵合金作为电催化剂在酸碱溶液中的应用、详述了几种性能增强措施，包括：形貌调控、缺陷工程、杂原子掺杂以及异质结构建等措施、列举了近几年过渡金属基非晶条带HER、OER催化剂的性能比较。

最后对过渡金属基非晶条带催化剂高活性和稳定性研究进行了展望。（1）以工程化应用为导向。探索电催化剂在实际工况下，如高电流密度（500 或1000 mA cm⁻²），强酸、强碱溶液中持续稳定运行，深刻理解催化反应机理和对催化剂进行改性优化。（2）优化贵金属原子利用率。单原子催化剂是一种原子利用率高、反应途径可调的独特催化体系，在多相催化反应中表现出优异的性能。（3）先进的表征仪器。如原位光谱和同步辐射光谱，以建立预测构效关系的活性描述符。利用先进的实验技术，加上必要的理论计算，将有助于更深刻地理解催化剂的潜在挑战。

文章链接：http://ijmmm.ustb.edu.cn/article/doi/10.1007/s12613-024-3015-4

文章信息：Tianjing Li, Hainan Sun*, Zhenhua Dan*,  and Lian Zhou*, Recent Progress on Transition-Metal-Based Amorphous Ribbons 

                     as Electrocatalysts for Water Splitting, Int. J. Miner. Metall. Mater., (2024).

期刊简介：

《矿物冶金与材料学报（英文）》(InternationalJournal of Minerals, Metallurgy and Materials，IJMMM)是由教育部主管、北京科技大学主办、Springer Nature合作出版的英文学术期刊，1994年创刊，月刊。主要刊载矿物、冶金和材料领域的原创研究论文和特约综述等。被SCIE，EI，CAS，Scopus，ProQuest，OCLC，INSPEC等国际著名文摘或检索系统作为文献源期刊收录。入选中科院期刊分区二区。2023 JCR影响因子为5.6，在冶金与冶金工程学科和矿业工程与矿物加工学科位于Q1区,  在材料科学综合学科位于Q2区前列。2023 CiteScore为9.3，在金属与合金类、材料力学类、材料化学类等类别中均位于Q1区。入选《有色金属领域高质量科技期刊分级目录》T1级别；《冶金工程技术领域高质量科技期刊分级目录》T1级别。

网址：http://ijmmm.ustb.edu.cn

http://www.springer.com/journal/12613

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