综述：从实验室规模到工业规模：用于高电流密度碱性电解制氢的镍基催化剂

《RARE METALS》：From laboratory to industrial scale: nickel-based catalysts for hydrogen evolution under highcurrent–density alkaline electrolysis

绿氢生产驱动碱性电解水制氢技术发展，镍基催化剂因丰度和活性优势受关注，但面临高电流稳定性差、活性位点调控难及规模化障碍。本文系统分析AWE与AEMWE机理，提出电子结构调控、活性位点稳定、传质优化及降解抑制策略，为工业级应用提供理论指导。

　　

摘要

全球能源危机以及对可持续能源需求的增加，推动了对通过水电解生产绿色氢气的极大兴趣。在非贵金属催化剂中，基于镍的材料由于天然丰富性和内在的催化活性，已成为碱性介质中氢释放反应（HER）的有希望的候选者。然而，它们在实际应用中仍受到高电流密度下稳定性差、活性位点分布难以调控以及大规模实施障碍的制约。本文系统地探讨了碱性水电解（AWE）和碱性阴离子交换膜水电解（AEMWE）的基本原理，批判性地评估了基于镍的催化剂商业化的主要障碍，并讨论了针对高电流运行的改进策略。重点介绍了电子结构调控、活性位点稳定化、质量传输优化以及催化剂降解减缓等方法。最后，提出了未来的发展方向，以指导耐用型基于镍的电催化剂的合理设计，并促进其在大规模碱性电解槽中的应用。

图形摘要

全球能源危机以及对可持续能源需求的增加，推动了对通过水电解生产绿色氢气的极大兴趣。在非贵金属催化剂中，基于镍的材料由于天然丰富性和内在的催化活性，已成为碱性介质中氢释放反应（HER）的有希望的候选者。然而，它们在实际应用中仍受到高电流密度下稳定性差、活性位点分布难以调控以及大规模实施障碍的制约。本文系统地探讨了碱性水电解（AWE）和碱性阴离子交换膜水电解（AEMWE）的基本原理，批判性地评估了基于镍的催化剂商业化的主要障碍，并讨论了针对高电流运行的改进策略。重点介绍了电子结构调控、活性位点稳定化、质量传输优化以及催化剂降解减缓等方法。最后，提出了未来的发展方向，以指导耐用型基于镍的电催化剂的合理设计，并促进其在大规模碱性电解槽中的应用。

图形摘要