黄 浩，刘昊权，任兴辉，韩 雨，姚文博

(燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北 秦皇岛 066004)

0 引言

人类步入工业社会以来，对煤炭、石油等传统化石燃料的消耗与日俱增，能源危机和环境问题日益严重，并且如今人类社会的能源需求仍在不断增长，传统的化石燃料储量已经略显疲态。为应对上述问题，人类有必要寻找清洁、可再生、高效的能源替代化石燃料，科研人员为开发绿色清洁能源做出了巨大努力，开发绿色可再生能源已成为当今世界的热门话题[1-5]。其中，氢能、燃料电池、电催化还原二氧化碳、电催化氮还原合成氨等能源存储与转换方面的研究备受关注[6-7]。但在此类能源转换装置中，往往涉及动力学缓慢的电化学反应，为了使电化学反应以所需要的速度进行，通常会产生较大的过电位，造成大量的能量浪费。电催化剂能加快电极、电解质界面上的电荷转移速度，加速电化学反应过程，达到最大的能量利用率。因此，开发高效的电催化剂具有重要意义[8-10]。

由于贵金属最外层的d轨道属于未填满状态，其特殊的电子排布状态使其极易吸附反应物分子成为催化活性中心，且具有良好的稳定性，因此贵金属仍被认为是最有效的电催化剂[11-13]。但贵金属储量稀缺、成本高昂[14-15]，为解决此问题，科研人员主要从两方面进行研究：一是将贵金属与非贵金属材料复合，降低贵金属的使用量，提高利用率；二是开发非贵金属电催化剂，目前已经研制出过渡金属[16]、钙钛矿型[17]、金属碳化物[18]等多种电催化剂，取得了极大进展。……