Brief background

近幾十年間，世界能源消耗量大幅增加。氫，可通過水裂解和少量的外部能量來獲得，作為一種清潔能源正獲得大量關(guān)注。貴金屬（和含貴金屬的材料）在水裂解時(shí)表現(xiàn)出高的電催化性能，但其稀缺性和高成本限制了大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，開發(fā)出高效率、低成本的電催化劑迫在眉睫。拓?fù)浒虢饘俚陌l(fā)現(xiàn)為開發(fā)高性能電催化劑提供了新的可能性。拓?fù)浯呋瘎┲饕獌?yōu)勢(shì)在于它們不依賴于高活性的貴金屬元素，完全利用拓?fù)潴w態(tài)和非平庸表面態(tài)特征實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電子導(dǎo)電性、高的電子遷移率、高表面活性和適當(dāng)?shù)姆肿游侥?，進(jìn)而獲得高的電催化性能。相關(guān)成果以題為“Excellent catalytic performance toward the hydrogen evolution reaction in topological semimetals”的綜述性文章發(fā)表在EcoMat上，通訊作者為河北工業(yè)大學(xué)張小明副教授、西南大學(xué)王嘯天副教授、澳大利亞伍倫貢大學(xué)程振祥教授。

Problems addressed

該工作系統(tǒng)地總結(jié)了拓?fù)浒虢饘僭陔姶呋鰵浞磻?yīng)中的研究進(jìn)展，對(duì)比了各種拓?fù)浒虢饘俚奈锢砟Ｐ停U明了拓?fù)潆娮犹匦栽陔姶呋磻?yīng)中的作用機(jī)制，展望了這個(gè)領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和未來的研究重點(diǎn)。

Major highlights

本文根據(jù)近期拓?fù)浒虢饘賾?yīng)用于電催化析氫反應(yīng)的研究進(jìn)展，系統(tǒng)總結(jié)了拓?fù)湮鰵浯呋瘎┑陌l(fā)展歷程、基本理論、主要結(jié)果與物理機(jī)制。重點(diǎn)闡明拓?fù)浯呋瘎┲芯哂形锢韮?nèi)涵的拓?fù)涮匦院途哂谢瘜W(xué)內(nèi)涵的催化特性可建立如下關(guān)聯(lián)：i）拓?fù)浒虢饘僦畜w能帶線性帶交叉為傳導(dǎo)電子提供了超高遷移率，利于析氫反應(yīng)中的電荷轉(zhuǎn)移；ii）非平庸表面態(tài)使表面對(duì)氫的吸附和擴(kuò)散擁有高活性；iii）非平庸表面態(tài)對(duì)外界條件具有魯棒性，利于高催化穩(wěn)定性。

文章信息：

Lirong Wang,Ying Yang, Jianhua Wang, Wei Liu, Ying Liu, Jialin Gong, Guodong Liu, Xiaotian Wang, Zhenxiang Cheng, Xiaoming Zhang, Excellent catalytic performance toward the hydrogen evolution reaction in topological semimetals, EcoMat, 2022; e12316.

原文鏈接：http://doi.org/10.1002/eom2.12316

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審核編輯 ：李倩