Hydrogen Evolution Reaction: Mechanistic Insights and Emerging Design Strategies for Efficient Catalysis

纳米技术 催化作用 双功能 生化工程 制氢 化学 氢 分解水 设计要素和原则 氢经济 合理设计 离解(化学) 电解水 化学反应工程 塔菲尔方程 大规模运输 生产(经济) 氢技术 材料科学
作者
Sushmit Sen,Amrita Chatterjee,Pradip K. Maji
出处
期刊:Advanced sustainable systems [Wiley]
卷期号:10 (4) 被引量:31
标识
DOI:10.1002/adsu.202500959
摘要

ABSTRACT The hydrogen evolution reaction (HER) plays a pivotal role in electrochemical water splitting and clean hydrogen production but is often hindered by sluggish reaction kinetics, particularly in alkaline media. While extensive efforts have been made to design high‐performance electrocatalysts, most studies emphasize material classifications over fundamental mechanistic understanding. In this review, we adopt a step‐specific perspective, systematically analysing how advanced catalyst architectures address the distinct kinetic barriers of the Volmer, Heyrovsky, and Tafel steps involved in the overall process. In addition, recent advances in electrode–interface engineering aimed at controlling bubble nucleation, growth, and detachment interfacial phenomena and its influence in mass transport and thereby HER kinetics has also been explored. We highlight key developments in water dissociation promoters, electronic structure tuning, interfacial engineering, and defect‐rich nanostructures that enhance each elementary step. Particular emphasis is placed on bifunctional and dual‐site catalysts that achieve multi‐step acceleration through cooperative mechanisms. By correlating catalytic performance with individual reaction steps, this review provides a mechanistic framework that transcends traditional material taxonomies, offering design principles for next‐generation HER catalysts. These insights aim to guide the development of scalable, efficient hydrogen production technologies for future clean energy systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
3秒前
yjwang完成签到,获得积分10
3秒前
Focus_BG完成签到,获得积分10
4秒前
酷波er的应助被二氧化碳喲采纳,获得30
5秒前
aaaa的应助被sheep采纳,获得30
5秒前
情怀的应助被卢泽华采纳,获得10
5秒前
happy完成签到,获得积分10
6秒前
LY完成签到,获得积分10
6秒前
lijo完成签到,获得积分10
7秒前
yan完成签到,获得积分10
7秒前
la完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2的应助被多发paper啊采纳,获得10
7秒前
爆米花的应助被迷路芷波采纳,获得10
7秒前
8秒前
leoscar完成签到,获得积分10
10秒前
脱节的骨头完成签到,获得积分20
10秒前
小二郎的应助被巴哒采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
13秒前
13秒前
慕青的应助被WU采纳,获得10
14秒前
14秒前
南风知我意完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
安之发布了新的文献求助10
15秒前
qwe完成签到,获得积分10
16秒前
度yu发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
yjt发布了新的文献求助10
16秒前
小满完成签到,获得积分10
17秒前
elainechen200625完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
简单如豹发布了新的文献求助10
19秒前
星辰大海的应助被Irene采纳,获得10
19秒前
gy发布了新的文献求助10
20秒前
luoqin发布了新的文献求助20
20秒前
21秒前
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Narrative Disclosure and Earnings Performance: Evidence from R&D Disclosures 1050
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8005616
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9456622
关于积分的说明 21162263
捐赠科研通 7578351
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3382115
关于科研通互助平台的介绍 2514918
邀请新用户注册赠送积分活动 2417085