摘要
全解水过程中的电催化析氢反应（HER）是绿色制氢的核心技术路径之一。开发具有高活性、低成本和地壳丰度高的非贵金属电催化剂对于推动其大规模实际应用至关重要。过渡金属材料，尤其是Fe、Co和Ni，因其独特的电子构型、丰富的可调控活性位点以及优异的经济可行性而引起了广泛的研究兴趣。本研究聚焦于Fe族过渡金属HER电催化剂，系统阐述了此类材料的基本反应机制和固有催化性能。在此基础上，我们总结了关键的性能提升策略，包括组分工程、形貌工程、界面工程、缺陷与配位工程、外场辅助策略以及其他策略。此外，本文概述了先进多尺度表征技术和包括人工智能在内的多范式研究方法在Fe族电催化剂研究中的重要作用，并总结了其在整体水分解器件应用中的最新进展。最后，讨论了Fe族电催化剂在催化活性、结构稳定性和机理认知方面的关键挑战，并提出了未来的研究方向。本工作旨在为高效Fe族电催化剂的合理设计与实际开发提供系统性的理论指导和可靠的参考文献。
图形摘要
含Fe、Co和Ni的铁族电催化剂可作为水分解析氢中贵金属基准的经济高效替代品。本工作总结了多种调控策略、多范式研究方法和器件级进展，为加速先进电催化剂的创制提供实用设计指南。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
由于本研究期间未生成或分析任何数据集，因此数据共享不适用于本文。
