开发高效和低成本的电催化剂是发展包括燃料电池和水电解器件在内的几种清洁能源转换技术的关键。众所周知，电催化剂可以极大地加速这些能量转换技术中涉及的关键电化学反应的动力学。而钙钛矿型氧化物由于其元素组成的灵活性，成为推动能量转换和储能发展的关键材料。阳离子缺陷作为一种独特的策略受到了人们的关注，其不涉及其他元素或相，从而避免了外来元素或相对性能的未知影响。

近日，南京工业大学邵宗平教授综述了团队在开发阳离子缺陷型钙钛矿氧化物电催化剂用于清洁能源转换中的最新研究。主要包括通过混合导电膜进行氧分离，这对清洁燃烧非常重要；通过使用化学燃料的固体氧化物燃料电池和染料敏化太阳能电池发电；通过高温固体氧化物电解电池和室温水电解槽从水中生产氢气。

文章要点

1）作者首先总结了阳离子缺陷型钙钛矿氧化物中存在的缺陷化学和电荷补偿机制，然后指出了阳离子缺陷型策略的优点，这种策略可以优化材料的导电性、相结构、氧空位浓度、氧离子和阳离子扩散特性以及质子输运。

2）通过阳离子缺陷型策略，在氧还原、析氧、析氢和碘还原等关键反应中，电催化剂的烧结行为和催化活性都得到了显著改善。因此，通过采用阳离子缺陷型钙钛矿，可显著提高能量转换器件的性能。

3）作者最后对未来如何拓宽阳离子缺陷型钙钛矿的应用提出了一些个人见解。

参考文献

Chao Su, et al, Cation-Deficient Perovskites for Clean Energy Conversion, Acc. Mater. Res., 2021

DOI: 10.1021/accountsmr.1c00036

https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00036