完善氢能循环、实现氢的大规模普及利用改善能源体系结构是完成零碳目标、最终达到碳中和的重要路径。在制氢、储存、运输、用氢的氢能循环中，制氢作为开端是构成的重要一环。当前大部分氢气的制取仍是通过消耗化石燃料的方式，并不符合碳中和构想，清洁氢的比例有待进一步增加。在诸多清洁氢制取技术中，电解水制氢最具应用前景，电解制氢阳极半反应为析氧反应，理论析氧电位为 1.229 V。其是一个多电子反应，动力学缓慢，往往需要更高的电位才能驱动。技术经济分析显示 OER 消耗的电能占全水解制氢消耗电能的 95%，因此导致电解制氢成本过高，严重制约了电解制氢技术的大规模使用。除去设计合成高效稳定的 OER 催化剂外，近年来寻找 OER 的替代反应来降低电解制氢电位成为另一种降低电解制氢成本的研究方向。研究人员发现一些有机小分子的电氧化反应具有较析氧反应更低的电位，可以有效降低电解制氢能耗，且由于电催化本身的高效性，可以在阳极高效产出一些较氧气具有更高附加值的产品进一步降低制氢成本。目前较为成熟的电解制氢体系为碱性电解制氢体系，综合考虑小分子在碱性水系体系中的溶解度、稳定性、原料及产物价格等因素；同时考虑工业级产氢的大电流密度及高稳定性需求，又以非贵金属基催化体系为优。
在众多被报道的用来代替 OER 的小分子氧化反应中，醇类（甲醇、乙醇、甘油等）氧化反应受到研究人员的重点关注。这主要得益于醇类来源广、价格低，羧酸类氧化产物具有更高的附加值。并且，醇类小分子在电解环境中拥有较高的溶解度和稳定性，具有满足工业级电解制氢电流密度的潜力。醇氧化反应最早在 1947 年被提出用于电解甲醇水系统制氢，之后数十年并未受到太多关注。进入 21 世纪后，随着全解水制氢技术受关注程度的提高，AOR 研究进程大大加快。相对于贵金属基催化剂价格高、稳定性差等问题，非贵金属基 AOR 催化剂在成本、稳定性等方面更具竞争优势。近年来，研究人员逐渐认识到非贵金属基材料电催化醇类氧化在电解制氢领域中的应用潜力，针对不同醇类氧化反应机理及其对应高效催化剂的设计进行了许多探索。
中国地质大学（武汉）蔡卫卫副教授团队针对近年来大火的用于辅助电产氢的非贵金属醇氧化反应，概述了各种醇的电催化选择性氧化以及以非贵金属材料为中心的催化体系的最新进展。在本研究中，系统总结了不同体系催化反应特性的共同特征和区别，从而为开发高效、稳定和高选择性的新型催化剂体系奠定了理论基础。该成果以“Electrochemical alcohol oxidation reaction on Precious-Metal-Free catalysts: Mechanism, activity, and selectivity”为题发表在高水平期刊 Carbon Neutralization 上。
本综述梳理了近年来关于非贵金属基催化剂用于醇类电氧化的工作，包括机理探索及高性能催化剂设计。AOR 具有更为理想的理论氧化电位相较 OER 反应，因此与 HER 耦合制氢其槽电压更低，进而有效降低了电解制氢能耗，避免了隔膜的使用及氢气氧气混合带来的安全问题。同时，醇氧化反应作为一个重要的有机反应是生产许多高附加值产品的基础，电催化醇氧化反应兼具高效及绿色的特点，可以有效实现高附加值产物的快速产出。AOR 潜在的价值吸引了大量研究人员的关注，然而作为一个多电子反应，AOR 的动力学缓慢，因此急需高效催化剂加速反应速率，因此许多非贵金属基催化剂被开发应用于 AOR 催化。并且，关于非贵金属基催化剂的 AOR 催化机制被提出，包括两步亲核试剂氧化机制、晶格氧机制及传统的吸附反应机制等。诸多高性能的 AOR 催化剂被应用于耦合 HER、CO2RR、NRR 等阴极反应，在降低能耗方面作用明显。综述系统归纳了 AOR 在非贵金属材料催化下的反应途径及机理，整理不同 AOR 高性能催化剂的设计策略。这篇综述不仅将为读者更好地理解基本原理，最重要的是，能为在分子水平上合理设计电催化剂提供见解。
