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氫能是動力和交通運輸中的綠色能源。采用可再生能源在裂解水得到氫氣是可持續能源研究中的重要反應-析氫反應。析氫反應也是理解電催化和設計電催化劑的模型反應。目前相關的實驗研究有了很大的進展，與此同時，基于密度泛函理論的計算模擬是在原子層面認識催化反應活性位的催化機理的重要的手段。結合催化劑電子結構來理解其催化性能極大的推動了電催化的發展。

質子耦合電子轉移過程：

Volmer?Tafel pathway和Volmer?Heyrovsky mechanism示意圖：

金屬催化劑表面H的吸附結構及吸附能：

文中詳細闡述了析氫反應中的基本概念，包括：質子耦合電子轉移過程，幾種反應機理，動力學分析和活性描述參數。系統地講述了理論計算在析氫反應中的研究進展。吉布斯自由能的計算、自由能分析、在計算模型中局域環境的考慮，催化劑的電子結構（d帶中心和價帶軌道能級），以及計算方法學上的進展。這些都是致力于對析氫反應有更準確的理論描述。通過理論計算研究催化反應活性位點對在原子層面理解反應的構效關系具有重要作用。

Theoretical Advances in Understanding and Designing the Active Sites for Hydrogen Evolution Reaction，ACS Catal. 2022, 12, 8404?8433

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ACS Catalysis綜述：理論計算在析氫反應中的研究進展

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