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

本文由韩国能源技术研究院Uk Sim教授团队撰写，综述了二维材料在辅助水电解制氢中的最新研究进展。背景方面，传统水电解制氢受限于析氧反应（OER）的缓慢动力学和高过电位，效率受限。研究目的在于探索通过小分子有机物或含氮化合物（如尿素、氨、甲醇等）的选择性氧化反应替代OER，从而降低能耗并实现高效产氢，同时兼具污染物治理和高附加值化学品合成等协同效应。结论表明，二维材料（包括层状双氢氧化物、过渡金属二硫属化物、MXenes、金属烯及石墨烯基材料）凭借高比表面积、优异导电性和可调控催化活性，显著提升了尿素氧化、肼氧化、醇氧化等反应的催化性能。文章强调了掺杂、缺陷工程和界面调控等策略在提升催化活性、选择性和稳定性中的关键作用，并引入热力学分析与Pourbaix图揭示反应路径与稳定区域。未来发展方向包括高熵二维材料开发、边缘位点掺杂研究等，有望推动新一代电解体系的发展，助力全球碳中和目标。