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化学进展 DOI: 10.7536/PC230905   

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石墨烯在析氢电催化剂中的应用

张一鸣1, 郭建平2, 张家乐1, 郑奥文1, 王艳艳1,*, 田广科3,*   

  1. 1.氢能研究中心 北京石油化工学院新材料与化工学院 北京 100029;
    2.固废资源化利用与节能建材国家重点实验室 北京建筑材料科学研究总院有限公司 北京 100041;
    3.国家绿色镀膜工程中心 兰州交通大学 兰州 730070
  • 收稿日期:2023-09-07 修回日期:2023-11-02
  • 作者简介:王艳艳 工学博士,副教授,硕士生导师,北京石油化工学院新材料与化工学院教师; 主要从事氢能源关键材料方面的研究,包括氢气与材料的作用、制氢催化剂、氢气的储存和氢能源利用、储氢合金的制备与性能研究等; 主持国家自然基金项目1项,省部级项目1项,以第一作者出版编著1本,发表SCI论文十余篇,申请或授权国家专利多项
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Applications of Graphene in Hydrogen Evolution Electrocatalyst

Yiming Zhang1, Jianping Guo2, Jiale Zhang1, Aowen Zheng1, Yanyan Wang1,*, Guangke Tian3,*   

  1. 1. Research Center on Hydrogen Energy, College of New Materials and Chemical Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 100029, China;
    2. State Key Laboratory of Solid Waste Reuse for Building Materials, Beijing Building Materials Academy of Science Research, Beijing 100041, China;
    3. National Engineering Research Center for Technology and Equipment of Green Coating, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China
  • Received:2023-09-07 Revised:2023-11-02
氢能源是新能源技术发展的重要方向。工业化规模电解水制氢需要采用低成本析氢催化剂材料降低其过电势。石墨烯因其具有超大的比表面积、优异的导电性、良好的稳定性、可调的电子结构以及结构和表面态易于修饰等优点,在析氢电催化剂材料中展现出了广阔的应用前景。本文详细分析了石墨烯应用于析氢电催化中的作用机制。依据作用机制的不同,对石墨烯析氢电催化剂材料进行了分类,并对其最新研究进展进行了综述。最后对石墨烯析氢电催化材料的发展方向进行了展望。
关键词： 石墨烯, 析氢催化反应（HER）, 电催化剂, 研究进展
Developing hydrogen energy is an important direction in the future. Industrialized scale electrolysis of water for hydrogen production requires the use of low-cost hydrogen evolution electrocatalyst materials to reduce its overpotential. Graphene has shown broad application prospects in hydrogen evolution electrocatalyst materials due to its large specific surface area, excellent conductivity, good stability, adjustable electronic structure, and easy modification of structure and surface state. This article provides a detailed analysis of the mechanism of graphene application in hydrogen evolution electrocatalysis. Based on different mechanisms, graphene-based hydrogen evolution electrocatalyst materials were classified and their latest research progress was reviewed. Finally, the future development direction of graphene-based hydrogen evolution electrocatalytic materials was prospected.
Key words: Graphene, Hydrogen evolution reaction (HER), Electrocatalyst, Research progress
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摘要

石墨烯在析氢电催化剂中的应用