张铁锐，王双印

1 中国科学院理化技术研究所，中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室，北京 100190

2 湖南大学化学化工学院，化学生物传感与计量学国家重点实验室，长沙 410082

先进的电催化体系是实现高效电能-化学能相互转换的核心。在绿色氢能、燃料电池和人工碳循环等领域，涉及多种典型的电极反应(包括水分解、氧还原和二氧化碳还原等)。而电极的组成部分之一，即驱动电化学反应所需的电催化材料，通常是决定电催化体系效能的关键。因此，电催化材料的组分、结构及界面特性成为了整个电化学学科的研究重点。在电催化材料的设计开发中，贵金属(如Pt、Pd、Ir等)通常具有较高的催化活性。但受限于极低的地壳丰度以及极高的原料成本，贵金属催化剂无法满足大规模实际生产的需求。因此，采用非贵金属电催化材料，以期降低电极中贵金属组分的用量，抑或完全取代贵金属材料，具有重要的现实意义。

非贵金属材料来源十分广泛，既可以是廉价的过渡金属(如Fe、Ni、Mn等)单质或化合物(氧化物、氮化物、磷化物等)，也可以是碳基非金属材料(如石墨烯、碳量子点、有机框架结构等)，这意味着非贵金属电催化的研究前景十分广阔。前期研究显示，非贵金属催化材料的电化学活性以及稳定性通常明显低于贵金属催化材料，尤其在能源相关的电催化反应中仍然面临巨大挑战。非贵金属电催化性质的提升依赖于对其材料组分、结构的进一步设计与调控。……