通过可持续的水和氮电化学反应进行清洁和高效的能源储存和转换引起了人们的极大关注，以解决由于化石燃料的过度使用而带来的能源和环境问题。这些电化学反应对理想的清洁能源技术至关重要，包括先进的电解水器、氢燃料电池和氨的电合成和利用。然而其反应动力学缓慢，导致能量转换效率低下。通过电催化策略，即在电极和电解质之间的界面上进行催化反应，以促进电荷转移和质量传递，对于提高能量转换效率和为这些能源技术提供足够的性能和耐用性方面发挥着至关重要的作用。
近日，纽约州立大学布法罗分校Gang Wu，哈工大徐平教授综述了与水有关的电催化反应（析氧反应，OER和氧还原反应，ORR)和氮相关的反应（即氨合成和氨氧化反应，AOR，能源利用）有关的电催化工艺的最新研究进展和存在的挑战。
文章要点
1）作者总结了用于这些电催化过程的催化剂、电解质和电极内两者之间的界面。
2）作者重点介绍了与OER相关的质子交换膜（PEM）电解槽、质子交换膜(PEM)燃料电池、NRR驱动的水和氮电合成氨以及AOR相关的直接氨燃料电池的设备性能。
Yi Li, et al, Advanced Electrocatalysis for Energy and Environmental Sustainability via Water and Nitrogen Reactions, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202000381
https://doi.org/10.1002/adma.202000381
