Angew综述：甲醇氧化催化剂的进展

纳米技术

2023-01-28

人们对直接甲醇燃料电池的研究能够追溯至70年前，虽然直接甲醇燃料电池领域的巨大发展进步，但是距离商用化的实现仍具有较大差距。甲醇氧化反应的半反应是限制DMFC性能的主要局限。目前人们对这个包含6电子的反应机理仍存在较大的争议，同时关于这个反应的相关总结工作仍非常罕见。

有鉴于此，浙江大学孙文平（Wenping Sun）等综述电催化反应机理、性能评价、电催化设计的相关争议和电催化反应过程，此外对目前新出现的甲醇氧化反应电催化剂的发展，特别是合金、核壳、异质结、单原子等电催化剂结构的发展进行总结。随后总结并且讨论机理和电催化剂设计的前景和机理。

本文要点

（1）

这项工作对甲醇氧化催化反应有关的长期争议进行总结讨论，介绍目前催化机理的相关发展和机理的局限，讨论电催化剂的寿命和耐CO能力等争议性的标准，对设计甲醇氧化催化的相关进展进行总结讨论。

（2）

结论和展望。虽然这些年甲醇氧化领域得到显著进展，但是仍具有非常大的挑战和困难。作者认为进一步发展的机会包括：提高对甲醇氧化机理的理解和认识（发现脱附能的标度关系；从分子量级理解甲醇氧化机理；发展高水平DFT计算）；设计高活性电催化剂（通过设计催化剂的异质结打破标度关系，提高电催化剂的稳定性；发展非铂族的催化剂）。

参考文献

Jianmei Wang, Bingxing Zhang, Wei Guo, Lei Wang, Jian Chen, Hongge Pan, Wenping Sun, Toward Electrocatalytic Methanol Oxidation Reaction: Longstanding Debates and Emerging Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/adma.202211099

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202211099