楼雄文/于乐Adv. Sci.综述：设计与合成中空纳米结构用于电化学水分解

利用可再生能源进行电催化分解水被广泛认为是一种清洁和可持续的方式来生产氢气，而氢气作为未来理想的能源燃料。电催化剂是大规模水电解必不可少的元素，它可以有效地加速两端发生的电化学反应。中空纳米结构由于具有高比表面积、明确的空隙空间和可调的化学成分，可以作为直接电催化剂或负载内部或外部电催化剂的载体的候选材料。

基于此，新加坡南洋理工大学楼雄文教授和北京化工大学于乐教授（共同通讯作者）等人报道了一篇关于微/纳米结构中空材料作为新型电催化剂用于水分解的结构设计方面一些最新进展的综述。

在本文中，作者首先着重介绍了用于析氧/析氢反应（HER/OER）的高效中空电催化剂的设计原则和相应策略。接着，作者概述了目前关于具有不同结构设计和功能的中空电催化剂的报道，包括具有单壳、多壳或开放特征的直接中空电催化剂和基于中空主体的异质结构电催化剂。

此外，作者还重点介绍了一些近期用于混合水电解生产燃料或其他增值产品的中空电催化剂的例子。最后，作者从个人的角度讨论了中空电催化剂在水分解方面的未来研究方向。

作者提出了该领域的新发现的几个方向：

1）为了满足工业的实际需求，应进一步开发经济且可规模化的合成方法，制备具有高活性和耐久性的中空电催化剂；

2）从结构设计方面，仍需深入了解基础材料科学和化学反应机理，以识别中空结构对底层起源的复杂效应（应变效应、集合效应、协同效应等）用于电化学水分解；

3）应基于理论计算和实验数据进一步研究时空排序在中空结构电催化剂中的传质、存储和释放中的作用，以优化这些独特的纳米反应器；

4）从性能的角度，需要原位/原位高分辨率表征来研究中空电催化剂在电解水设备中的实际应用性能下降的原因；

5）对于非常规水分解的创新策略，非常需要精确的结构和组成控制，以改变中电催化剂的表面化学，用于OER之外的目标反应。

Design and Synthesis of Hollow Nanostructures for Electrochemical Water Splitting. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202105135.

https://doi.org/10.1002/advs.202105135.

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