本文综述了二氧化锰基材料催化OER的基本认识。讨论了OER机理包括AEM和LOM。总结了二氧化锰催化剂的结晶和形貌。综述了近年来利用复合结构改善二氧化锰基催化剂OER催化性能的研究进展，并总结了二氧化锰基催化剂在PEMWEs中的应用。

目前二氧化锰基催化剂开发中面临的一些挑战和问题概述如下：

(1) 晶体结构与MnO2催化性能之间的关系尚未完全阐明，OER过程中MnO2相和晶体的动态变化导致催化性能的变化是研究这一关系的主要障碍。

(2) 负载过程中MnO2的晶形和形貌控制仍是一个有待解决的问题。阳离子的插入会显著影响MnO2的层间距，从而影响OER的催化活性。

(3) 单原子掺杂MnO2基催化剂是否适合大规模水电解制氢仍是一个问题。二氧化锰在酸性介质中具有较高的导电性和所需的电化学稳定性，因此掺杂一些非惰性材料可以改变其电子结构，使其成为PEM电解的潜在阳极催化剂。然而，单原子掺杂MnO2催化剂在PEM中的应用仍然缺乏研究。

(4) 二氧化锰负载非贵金属催化剂的酸性OER领域缺乏突破。主要原因是OER在酸性环境中具有较高的反应势垒。二氧化锰负载的非贵金属催化剂虽然发展迅速，但与成熟的贵金属催化剂相比仍有较大差距，仍有很大的发展潜力。

优化二氧化锰基OER催化剂的基本策略如下：

(1) 控制MnO2的晶体结构和形貌。优选具有隧道结构、多缺陷边、易固定活性离子的二氧化锰。MnO2的形貌选择，应具有较大的比表面积、高质量的扩散效率和良好的导电性。选择合适的二氧化锰载体、合适的晶体形状和形貌对二氧化锰基催化剂的性能至关重要。

(2) 选择与MnO2载体具有协同效应的过渡金属元素。导电载体与活性位点之间的直接协同作用可以有效地提高催化剂的稳定性。在MnO2中掺杂贵金属和过渡金属元素(Ti、Sb、Pb、Cu、Co等)制备复合电极材料是提高MnO2基催化剂OER性能的有效途径。

酸中的MnO2相可以通过Mn2+和MnO4-的消歧义反应再生。重新捕获阳离子交换反应中的活性位点提高了稳定性，并具有长期意义。