Конструирование электрокаталитических структур посредством механического контроля, опосредованного расплавленными солями

Синтез в расплавленных солях стал универсальной платформой для структурного конструирования электрокатализаторов, обеспечивая значительные преимущества в управлении фазовым составом, морфологией и химией дефектов в термодинамически и кинетически благоприятных условиях. Однако сохраняются серьезные проблемы, связанные с выяснением основополагающих механизмов превращений, опосредованных расплавленными солями, особенно влияния состава соли, окислительно-восстановительной активности и термического поведения на структурную эволюцию и каталитические свойства. В настоящем обзоре представлен материаловедческий анализ синтеза в расплавленных солях с акцентом на его возможности структурной модификации по сравнению с традиционными подходами. Систематически рассматриваются шесть основных классов электрокатализаторов: углеродные материалы, металлы и сплавы, оксиды металлов, карбиды и нитриды металлов, сульфиды и фосфиды металлов, а также гибридные композиты. Подчеркиваются уникальные преимущества сред расплавленных солей, позволяющих формировать контролируемую архитектуру на наноуровне, регулируемую пористость, точную кристаллографическую ориентацию и эффективно управлять поверхностью и границами раздела. Эти особенности способствуют образованию метастабильных фаз, граней с высокими индексами Миллера, иерархической пористости и активных дефектных центров, что в совокупности повышает перенос заряда, доступность активных центров и долговечность катализаторов. Посредством установления взаимосвязи между структурными особенностями, индуцированными расплавленными солями, и улучшенными характеристиками при расщеплении воды, восстановлении кислорода и восстановлении диоксида углерода данный обзор формирует единую концептуальную основу для дизайна катализаторов и предлагает механистические представления, способствующие дальнейшей разработке высокоэффективных электрокатализаторов с использованием стратегий на основе расплавленных солей.