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Design Strategies of Transition‐Metal Phosphate and Phosphonate Electrocatalysts for Energy‐Related Reactions
ChemSusChem ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-10-08 , DOI: 10.1002/cssc.202002103 Hui Zhao 1 , Zhong-Yong Yuan 2
ChemSusChem ( IF 7.5 ) Pub Date : 2020-10-08 , DOI: 10.1002/cssc.202002103 Hui Zhao 1 , Zhong-Yong Yuan 2
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The key challenge to developing renewable energy conversion and storage devices lies in the exploration and rational engineering of cost‐effective and highly efficient electrocatalysts for various energy‐related electrochemical reactions. Transition‐metal phosphates and phosphonates have shown remarkable performances for these reactions based on their unique physicochemical properties. Compared with transition‐metal oxides, phosphate groups in transition‐metal phosphates and phosphonates show flexible coordination with diverse orientations, making them an ideal platform for designing active electrocatalysts. Although numerous efforts have been spent on the development of transition‐metal phosphate and phosphonate electrocatalysts, some urgent issues, such as low intrinsic catalytic efficiency and low electronic conductivity, have to be resolved in accordance with their applications. In this Review, we focus on the design strategies of highly efficient transition‐metal phosphate and phosphonate electrocatalysts, with special emphasis on the tuning of transition‐metal‐center coordination environment, optimization of electronic structures, increase of catalytically active site densities, and construction of heterostructures. Guided by these strategies, recently developed transition‐metal phosphate and phosphonate materials have exhibited excellent activity, selectivity, and stability for various energy‐related electrocatalytic reactions, showing great potential for replacing noble‐metal‐based catalysts in next‐generation advanced energy techniques. The existing challenges and prospects regarding these materials are also presented.
中文翻译：
能量相关反应的过渡金属磷酸盐和膦酸盐电催化剂的设计策略
开发可再生能源转换和存储设备的关键挑战在于对各种与能源相关的电化学反应进行经济有效的高效电催化剂的探索和合理设计。过渡金属磷酸盐和膦酸盐基于其独特的理化性质，在这些反应中表现出了卓越的性能。与过渡金属氧化物相比，过渡金属磷酸盐和膦酸酯中的磷酸盐基团显示出灵活的配位和不同的取向，使其成为设计活性电催化剂的理想平台。尽管在过渡金属磷酸盐和膦酸盐电催化剂的开发上已付出了许多努力，但仍存在一些紧急问题，例如固有催化效率低和电子电导率低，必须根据其应用解决。在本综述中，我们重点介绍高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加和结构的构建。异质结构。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。在本综述中，我们重点介绍高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加和结构的构建。异质结构。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。在本综述中，我们重点介绍高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加和结构的构建。异质结构。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。我们专注于高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。我们专注于高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。以及与各种能源相关的电催化反应的稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。以及与各种能源相关的电催化反应的稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。
更新日期：2020-10-08
中文翻译：
能量相关反应的过渡金属磷酸盐和膦酸盐电催化剂的设计策略
开发可再生能源转换和存储设备的关键挑战在于对各种与能源相关的电化学反应进行经济有效的高效电催化剂的探索和合理设计。过渡金属磷酸盐和膦酸盐基于其独特的理化性质，在这些反应中表现出了卓越的性能。与过渡金属氧化物相比，过渡金属磷酸盐和膦酸酯中的磷酸盐基团显示出灵活的配位和不同的取向，使其成为设计活性电催化剂的理想平台。尽管在过渡金属磷酸盐和膦酸盐电催化剂的开发上已付出了许多努力，但仍存在一些紧急问题，例如固有催化效率低和电子电导率低，必须根据其应用解决。在本综述中，我们重点介绍高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加和结构的构建。异质结构。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。在本综述中，我们重点介绍高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加和结构的构建。异质结构。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。在本综述中，我们重点介绍高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加和结构的构建。异质结构。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。我们专注于高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。我们专注于高效过渡金属磷酸盐和膦酸酯电催化剂的设计策略，特别着重于过渡金属中心配位环境的调整，电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。电子结构的优化，催化活性位点密度的增加以及异质结构的构建。在这些策略的指导下，最近开发的过渡金属磷酸盐和膦酸盐材料对各种与能源有关的电催化反应均显示出优异的活性，选择性和稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。以及与各种能源相关的电催化反应的稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。以及与各种能源相关的电催化反应的稳定性，显示出在下一代先进能源技术中替代贵金属基催化剂的巨大潜力。还介绍了有关这些材料的现有挑战和前景。
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