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利用可再生能源進行電催化分解水被廣泛認為是一種清潔和可持續的方式來生產氫氣，而氫氣作為未來理想的能源燃料。電催化劑是大規模水電解必不可少的元素，它可以有效地加速兩端發生的電化學反應。中空納米結構由于具有高比表面積、明確的空隙空間和可調的化學成分，可以作為直接電催化劑或負載內部或外部電催化劑的載體的候選材料。

基于此，新加坡南洋理工大學樓雄文教授和北京化工大學于樂教授（共同通訊作者）等人報道了一篇關于微/納米結構中空材料作為新型電催化劑用于水分解的結構設計方面一些最新進展的綜述。

在本文中，作者首先著重介紹了用于析氧/析氫反應（HER/OER）的高效中空電催化劑的設計原則和相應策略。接著，作者概述了目前關于具有不同結構設計和功能的中空電催化劑的報道，包括具有單殼、多殼或開放特征的直接中空電催化劑和基于中空主體的異質結構電催化劑。

此外，作者還重點介紹了一些近期用于混合水電解生產燃料或其他增值產品的中空電催化劑的例子。最后，作者從個人的角度討論了中空電催化劑在水分解方面的未來研究方向。

作者提出了該領域的新發現的幾個方向：

1）為了滿足工業的實際需求，應進一步開發經濟且可規模化的合成方法，制備具有高活性和耐久性的中空電催化劑；

2）從結構設計方面，仍需深入了解基礎材料科學和化學反應機理，以識別中空結構對底層起源的復雜效應（應變效應、集合效應、協同效應等）用于電化學水分解；

3）應基于理論計算和實驗數據進一步研究時空排序在中空結構電催化劑中的傳質、存儲和釋放中的作用，以優化這些獨特的納米反應器；

4）從性能的角度，需要原位/原位高分辨率表征來研究中空電催化劑在電解水設備中的實際應用性能下降的原因；

5）對于非常規水分解的創新策略，非常需要精確的結構和組成控制，以改變中電催化劑的表面化學，用于OER之外的目標反應。

Design and Synthesis of Hollow Nanostructures for Electrochemical Water Splitting. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202105135.

https://doi.org/10.1002/advs.202105135.

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樓雄文/于樂Adv. Sci.綜述：設計與合成中空納米結構用于電化學水分解

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