邓晓莉，李巧玲，顾伟，张睿轩，郝莉

(中北大学 理学院，山西 太原 030051)

氢能源是一种新型且绿色友好的能源，是现在公认的清洁能源，电解水主要以水为原料，不需要消耗其他能源，且操作工艺简单方便，产氢浓度高，因此成为主要制氢的方法。电解水制氢主要包含两个半反应，阳极析氧(OER)，阴极析氢(HER)，但是在实际应用中，由于多电子/质子的转移，存在较高的反应能垒，反应动力学缓慢，需要较高的能量。为了提升水电解的效率，研究者们通过添加电催化剂降低反应能垒。为了比较催化剂性能的优异，主要以以下几个因素作为评估参数：第一，过电位即超过水电解的理论电压1.23 V的电位的大小，需要的过电位越小，催化能力越好。第二，塔菲尔(Tafel)斜率表明其电荷转移的能力，斜率越小，电荷转移速率越快。第三，稳定性，通过测试恒电压，恒电流的电解测试。第四，活性表面积的测试以及周转频率(TOF)和法拉第效率等因素。

在最初的研究中，以贵金属的性能优异，且稳定性强，被研究者进行大量的研究，其中OER催化剂中以Ir和Rh的氧化物的催化性能最优，HER催化剂中以Pt的性能最优[1]。但是，由于贵金属的存量低，且成本昂贵，因此研究者们把目光逐渐转向过渡金属，过渡金属的成本低，原料易得，对环境无污染，是替代贵金属的最佳选择，研究者们作出了大量的成果，过渡金属磷化物[2]，硼化物[3]，氢氧化物[4-5]，碳化物和氮化物等[6]均被研究作为优异的OER或HER催化剂，其催化性能与贵金……