电催化领域，美女师徒！最新Chem. Rev.！

第一作者：Juliana S. A. Carneiro，Inyoung Jang

通讯作者：Juliana S. A. Carneiro，Eranda Nikolla

通讯单位：哥伦比亚大学，密歇根大学

Juliana S. A. Carneiro，哥伦比亚大学化学工程系助理教授，博士师从Eranda Nikolla.

Eranda Nikolla，密歇根大学化学工程系教授。

论文速览

将能量转化为X和X转化为能量（其中X代表绿色氢气、碳基燃料或氨）的技术扩大了电化学转换和存储领域的应用，其中固体氧化物电化学电池（SOCs）是最有前景的技术之一，它们优异的转换效率归因于在较高温度（400-900 °C）条件下有利的热力学和动力学。

这些固态电化学系统在燃料电池和电解模式之间展现出可逆操作的灵活性，并且能够高效地利用多种燃料。然而，SOC电极上的电催化材料在促进可逆操作和燃料灵活性方面仍然不是最优的。

本论文探讨了在能源转换与存储领域中，电化学转换技术的发展，特别是SOCs在能量转化为X（如绿色氢气、碳基燃料或氨）以及X转化为能量技术中的应用。这些技术利用电子驱动化学反应，实现能量的生成或存储。

本论文重点讨论了在氧离子导电型SOCs（O-SOCs）和质子导电型SOCs（H-SOCs）中使用的电催化材料的多样性，并评估了它们在不同电化学反应中的电化学活性，以及在不同操作条件下的催化剂失活机制。

图文导读

图1：可逆操作的O-SOC和H-SOC的示意图。

图2：不同反应的能量需求随温度变化的情况。

图3：氨合成反应的热力学数据。

注：以上为综述中部分图表。

总结展望

本论文提供了对SOCs中电极催化剂电化学性能评估的指南，并为设计有效的催化剂提供了指导，以实现在燃料使用和操作模式上的灵活性。研究亮点包括对电催化材料的深入分析，以及在不同操作条件下催化剂性能的评估。

论文的数据表明，通过优化电催化剂的结构和组成，可以显著提高SOCs的性能，并减少催化剂失活。结论部分强调了在电催化剂设计中需要考虑的关键因素，以及未来研究的方向。

文献信息

标题：Electrocatalysis in Solid Oxide Fuel Cells and Electrolyzers

期刊：Chemical Reviews

DOI：10.1021/acs.chemrev.4c00008