Emerging noble-metal-free catalysts for hydrogen technologies: Bridging theory and practice

桥接(联网) 催化作用 材料科学 纳米技术 化学 密度泛函理论 背景(考古学) 计算机科学 固体氢
作者
Shiyuan Liu,Jieyuan Liu,Minglei Lu,Yian Wang,Xitang Qian
出处
期刊:Energy reviews [Elsevier BV]
卷期号:5 (1): 100176-100176 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.enrev.2026.100176
摘要

Noble-metal-free catalysts are emerging as cost-effective, durable, and scalable alternatives to platinum-group metals (PGMs). This review surveys advances across four domains: computation, production, storage, and conversion. Computational methods, including density functional theory and machine learning, accelerate discovery by predicting adsorption energetics, identifying active sites, and guiding operando characterization. In hydrogen production, carbon materials, transition-metal oxides, phosphides, and single-atom frameworks enable efficient thermocatalytic, electrocatalytic, and photocatalytic processes, narrowing the gap with PGMs. In hydrogen storage, porous adsorbents, solid-state hydrides, and liquid organic hydrogen carriers are re-engineered with earth-abundant catalysts to improve kinetics, reversibility, and durability. In hydrogen conversion, heteroatom-doped carbons, transition-metal alloys, and M–N–C single-atom catalysts show competitive activity for the oxygen reduction and hydrogen oxidation reactions. Hybrid systems that combine trace PGMs with non-precious elements offer pragmatic pathways to commercialization. By integrating theoretical insight with experimental validation, these studies establish design principles that link electronic structure, microstructure, and performance. The target audience includes researchers and practitioners in catalysis, materials science, and energy engineering. This review provides a framework for translating noble-metal-free catalysts into scalable hydrogen technologies and reinforces hydrogen’s role as a cornerstone of the global energy transition.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
YZ发布了新的文献求助10
刚刚
脑洞疼应助monthli采纳,获得10
1秒前
养乐多Pink完成签到,获得积分10
1秒前
666完成签到,获得积分20
1秒前
欣喜发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
大个应助大橘为重采纳,获得10
2秒前
潇洒小姐完成签到 ,获得积分10
2秒前
WANDour发布了新的文献求助10
3秒前
Munchr1完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
丰富的乐蕊完成签到,获得积分10
4秒前
YYY发布了新的文献求助10
5秒前
1qq关闭了1qq文献求助
5秒前
5秒前
jy发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
完美世界应助zhb1998采纳,获得10
6秒前
6秒前
108发布了新的文献求助10
7秒前
小祎完成签到,获得积分20
8秒前
Cszdyeyoushen完成签到,获得积分10
9秒前
xxxxmax完成签到,获得积分10
9秒前
打打应助活泼的磬采纳,获得10
10秒前
不安熠彤发布了新的文献求助10
10秒前
Jiang发布了新的文献求助10
11秒前
叠嶂间听云完成签到,获得积分10
12秒前
花花发布了新的文献求助10
12秒前
热心小天鹅完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
明亮的梦发布了新的文献求助10
12秒前
SciGPT应助vince采纳,获得10
12秒前
zj完成签到,获得积分10
13秒前
文静的冥王星完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
高分求助中
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Social Psychology 800
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7648736
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9221384
关于积分的说明 19794332
捐赠科研通 7214376
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3277937
关于科研通互助平台的介绍 2438931
邀请新用户注册赠送积分活动 2276233