鲁尔大学波鸿分校 信用:Pixabay/CC0公共域 再生能量收集通常产生比直接需要的更多的电力
电化学过程可以用来储存多余的能量或使其可用
尽管为此所需的催化剂的深入研究已经进行了20年，但进展只是一小步一小步的
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马克斯·普朗克化学能转换研究所的贾斯特斯·马萨、杜伊斯堡-埃森大学的科瑞娜·安德罗内斯库教授和鲁尔-波鸿大学的沃尔夫冈·舒曼教授在一篇评论文章中写道
该报告于2020年6月30日在线发表在《Angewandte Chemie》杂志上
能量转换的化学反应 三种化学反应特别适合于能量转换:水电解成氢和氧，氢和氧后来可用于燃料电池产生电能；氮转化为氨，这是化学工业的重要原料；以及将CO2电化学转化为工业用的其它起始原料，例如乙烯
催化剂的活性、选择性和稳定性 在他们的综述文章中，作者描述了对新催化剂的研究必须始终牢记三个因素:活性、选择性和稳定性
活性描述了在给定的能量输入下催化剂的效力
选择性被定义为在不污染副产物的情况下生产所需物质的能力
稳定性表明催化剂从长远来看有多有效
“许多出版物声称电催化剂对重要的能量转化反应具有高活性、稳定性和选择性，但缺乏证据，”沃尔夫冈·舒曼说，他是电化学中心的负责人，也是鲁尔探索溶剂化卓越集群的成员
基础研究和应用之间的差距 马萨、安德罗内斯库和舒曼等人批评说，催化剂的稳定性往往没有得到足够的重视
他们写道:“对催化剂稳定性的低估，在很大程度上造成了活性催化剂设计中看似令人兴奋的突破与此类催化剂在技术应用中的实际应用之间的巨大差距。”
该团队确定了阻碍从研究到实践的五个因素: 在与应用相关的条件下，催化剂的性能和材料特性与实验室条件下不同
没有明确的准则来评估和比较催化剂的性能
不合适的表征方法通常用于确定电催化反应的性能
对催化剂的活性中心及其长期稳定性知之甚少
例如，周围的溶剂分子和离子对功能的影响被忽略
为了确定催化剂的活性，必须知道它的实际表面积
纳米粒子簇通常用作催化剂，而传统的表面测定方法不适合于此
在他们的文章中，Justus Masa，Corina Andronescu和Wolfgang Schuhmann使用实验结果来证明总是以一种与催化剂活性相结合的方式来考虑催化剂的稳定性是多么重要
他们提出了各种方法来可靠地测量活性，并提到了纳米电化学
如果纳米粒子群被用作催化剂，则应该表征单个纳米粒子，而不是粒子群，否则会发生干扰
最后，作者呼吁催化剂设计的范式转变
他们列举了一些有希望的方法，这些方法能够以高度选择性的方式生产出想要的产品
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