华中科技大学王春栋教授/罗为教授团队在《chemical reviews》(if=51.4)发表钙钛矿氧化物能源转化应用综述

2025年3月12日，国际顶级期刊《Chemical Reviews》(影响因子51.4)在线发表了华中科技大学王春栋教授/罗为教授团队关于钙钛矿型ABO3氧化物在能源转化领域的最新综述文章“Perovskite Type ABO3 Oxides in Photocatalysis, Electrocatalysis, and Solid Oxide Fuel Cells: State of the Art and Future Prospects”。该研究成果以华中科技大学集成电路学院/武汉光电国家研究中心为第一完成单位，王春栋教授、罗为教授和澳大利亚科廷大学邵宗平教授为共同通讯作者，原博后Muhammad Humayun博士（现沙特阿拉伯利雅得苏丹王子大学助理教授）为第一作者。

图1. ABO3型钙钛矿A位和B位替位式掺杂/取代元素调控策略及其在电催化、光催化和燃料电池中的应用（左）；钙钛矿氧化物催化性能提升策略（右）。

光催化和电催化技术是应对能源和环境问题的关键。钙钛矿型ABO3氧化物因其结构灵活、催化活性高而备受关注。该综述系统总结了ABO3氧化物的合成方法及最新研究进展，详细阐述了其在电催化析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)、析氢反应(HER)、氮还原反应(NRR)、二氧化碳还原反应(CO2RR)和金属-空气电池中的作用机理，并涵盖了光催化分解水、CO2转化、污染物降解和固氮等方面，以及其在固体氧化物燃料电池(SOFC)中的应用。文章最后展望了该领域未来的发展方向和挑战。

ABO3钙钛矿氧化物最早发现于1839年，其独特的晶体结构、高化学和热稳定性以及可调控的结构使其成为理想的催化材料。通过调节A位和B位阳离子，可以改变其组成和晶格结构，从而调控其电子特性和催化性能。

图2. (a) 钙钛矿氧化物晶胞(ABX3)示意图；(b) 通过角共享八面体连接的钙钛矿氧化物晶体结构；(c) 理想ABO3钙钛矿晶体结构的倾斜现象及晶体结构变化；(d) 用于设计和合成钙钛矿型ABO3氧化物的元素周期表。

该综述全面回顾了钙钛矿型ABO3氧化物在能源转换和环境修复领域的合成、优化及最新进展。文章指出，催化剂的本征特性和工作条件对其催化性能至关重要，并强调了本体成分控制、电子结构优化、表面改性等关键因素。

本综述是王春栋教授团队在能源转化应用方面的重要研究成果，体现了该团队在电催化领域持续的探索和积累。近年来，该团队在能源转化研究方面取得了一系列系统性成果，相关研究成果已发表在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、ACS Catalysis、Chem Catalysis、Coord. Chem. Rev.、Sci. Bull.、Research和J. Am. Chem. Soc.等国际知名期刊上。

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