随着质子交换膜水电解(PEMWE)在绿色制氢领域的快速发展,开发兼具高活性与高稳定性的酸性析氧(OER)催化剂成为制约其规模化应用的关键瓶颈。传统贵金属氧化物虽具优异性能,但成本高、资源稀缺,亟需发展低贵或非贵金属替代体系。
近日,沈阳化工大学苑世盛博士、谢英鹏教授,联合南开大学程方益教授、中国科乐博乐博官网大连化学物理研究所吴忠帅研究员等,系统总结了酸性条件下过渡金属氧化物OER催化剂的最新研究进展,从反应机理、材料体系到性能优化策略进行了全面梳理。在反应机理方面,重点分析了吸附演化机制(AEM)、晶格氧机制(LOM)及氧化物路径机制(OPM)等关键反应路径,阐明了不同机制对催化活性与稳定性的调控规律。在材料设计方面,系统总结了尖晶石、钙钛矿、焦绿石、高熵氧化物等多类代表性催化剂体系,提出了包括异质结构构筑、元素掺杂、缺陷工程及反应路径调控等多种性能提升策略。
此外,文中进一步强调了酸性腐蚀、电化学稳定性及动态工况(如启停循环)对催化剂实际应用性能的关键影响,提出需从“活性-稳定性-工程适配性”多维度综合评价催化剂性能。该工作可为酸性OER催化剂的理性设计及PEM电解水体系的工程应用提供理论指导。

该综述论文以“Transition Metal Oxide Catalysts for Acidic Oxygen Evolution: Current Status and Key Strategies toward Efficient PEM Water Electrolysis”为题,于2026年5月2日在线发表于《Advanced Energy Materials》。