质子交换膜电解水（PEMWE）是一种可再生能源转换和储存技术。它可以利用清洁电力来生产超纯氢，随后供给燃料电池和各种工业生产。虽然业界已经投入了大量精力优化其关键的酸性析氧电催化剂和电解槽的配置以提高其性能，但在成本、效率和耐用性方面仍然存在巨大挑战。南洋理工大学裴志豪团队总结了PEMWE电池酸性析氧电催化剂失活机理和设计策略的研究进展、指标、当前存在的问题和解决方法，相关内容发表于《Matter》期刊。
　　电化学分解水生成氢气（H2）是一种有前景的有效储存间歇性可再生能源的方法，但阳极析氧反应（OER）的缓慢阻碍了水分解的整体效率，导致了大量的能量被消耗。因此，设计用于工业水制氢的高性能OER催化剂迫在眉睫。最近，一些非贵金属催化剂，特别是金属氢氧化物和层状双金属氢氧化物成为了碱性条件下有力的竞争者。然而，目前使用的AWE系统遇到了固有的障碍，例如高气体交叉、低工作压力、有限的电流密度以及使用隔膜和液体电解质而导致的负载响应缓慢等问题。相比之下，质子交换膜电解水（PEMWE）可以有效地克服这些挑战，在上述领域都能显著提高催化性能，因此引起了学术界和工业界的广泛关注。
　　制备有效商业PEMWE催化剂的巨大障碍源于它们在酸性环境中的极高成本，此外，实验室提出的PEMWE系统的可行性和可靠性与超长运行周期内放大的工业需求相比存在较大差距。裴志豪团队总结了酸性OER电催化剂的失活机理和设计策略，探讨了其工业应用面临的挑战和主要瓶颈，并提出了PEMWE进一步应用的一些前瞻性解决方案和发展路线。为实验室规模的酸性析氧电催化剂和工业规模、高效率、低成本和稳定的PEMWE电池的发展提供了启示。

（彪轶辰）