镍基过渡金属碳化物催化剂计算设计与催化产氢机制研究文献综述

 2024-05-20 18:52:32
摘要

氢能作为一种清洁、高效的能源载体,被认为是未来理想的能源形式之一。

电催化分解水制氢是一种绿色、可持续的制氢技术,其核心在于高效稳定的催化剂。

过渡金属碳化物(TMC)由于其独特的电子结构和优异的催化活性,近年来在电催化产氢领域引起了广泛关注。

镍基过渡金属碳化物作为一种新型TMC催化剂,展现出良好的催化性能和应用潜力。


本综述首先介绍了氢能和电催化产氢的研究背景,阐述了TMC催化剂的研究现状和镍基碳化物催化剂的研究进展。

其次,深入探讨了计算催化在设计和优化镍基碳化物催化剂方面的应用,包括密度泛函理论计算、结构模型构建、掺杂对电子结构的影响、活性位点和吸附能计算等。

接着,系统地总结了镍基碳化物催化剂的产氢性能研究,包括电催化活性、Tafel斜率、过电位、稳定性和耐久性等方面的研究进展。

此外,还详细阐述了镍基碳化物催化剂的产氢反应机理,重点讨论了反应路径的理论计算、反应中间体的吸附能和活化能、反应决速步骤的确定以及掺杂对反应机理的影响。

最后,对镍基碳化物催化剂的未来发展方向进行了展望,强调了计算催化在设计高效稳定的镍基碳化物催化剂中的重要作用。


关键词:氢能,电催化产氢,过渡金属碳化物,镍基碳化物,计算催化,反应机理

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