韩国能源技术研究院Uk Sim教授团队：从机理认知到工业展望：2D材料辅助水电解制氢的“破局”之路

背景：传统水电解制氢效率受限于析氧反应（OER）的缓慢动力学和高过电位。辅助水电解通过用小分子有机物或含氮化合物（如尿素、氨、甲醇等）的选择性氧化替代OER，可降低能耗并实现污染物治理和化学品合成。研究目的：韩国能源技术研究院Uk Sim教授团队系统综述了层状双氢氧化物（LDHs）、过渡金属二硫属化物（TMDs）、MXenes、金属烯及石墨烯基等二维催化剂在辅助水电解中的最新进展，重点阐述其在尿素氧化、肼氧化、醇氧化等多种反应中的作用机制，并讨论掺杂、缺陷工程和界面调控等策略对催化性能的提升。结论：二维催化剂因高比表面积、优异导电性和可调控活性，在降低过电位和提升能效方面表现突出，其中肼氧化反应过电位最低。未来研究方向包括高熵二维材料开发、边缘位点掺杂、实际工况评估及多组分协同氧化，以推动可持续制氢和全球碳中和目标实现。