发展可持续和清洁的电化学能源转化技术是应对能源短缺和环境污染挑战的重要解决方案。燃料电池、电解电池和金属空气电池依靠电催化反应以及电极材料上发生的电荷转移过程来转换电能和化学能，目前以及得到较为广泛的应用。单原子催化剂(SACs)具有暴露的活性位点、高选择性和最大限度地原子利用率等优点，受到人们的广泛关注。然而，单原子催化剂也面临着一些挑战，比如，随着单原子表面自由能的增加，单原子在制备和催化过程中容易聚集，从而导致催化活性位点的降低，制约了SACs的发展和应用。为了增加单原子活性位点的数量和负载，双原子催化剂(DACs)作为一种特殊的SACs近年来逐渐受到研究人员的关注，而且DACs中两种金属原子（同核/异核）的协同作用可以显著提高催化剂的催化活性。目前，DACs已成功地应用于各种电催化系统和电化学能源转换器件。
有鉴于此，上海大学赵玉峰教授、张久俊院士和西安建筑科技大学王娟教授等人，综述了当前负载型双原子催化剂在制备、表征、应用方面的最新进展。
本文要点
1）首先系统总结了同核双原子和异核双原子催化剂的优点，然后重点对双原子催化剂的制备、表征、电催化以及电化学能源器件方面的应用进展进行了介绍，最后从技术和应用两个方面详细展望了双原子催化剂的机遇、发展和挑战趋势。
2）对比了同核/异核DACs的不同优势，介绍了用于制备性能优异的DACs的策略。包括原子层沉积法、湿化学吸附法以及高温热处理法等方法。另外，对DACs的表征和识别手段进行了介绍，包含XANES，EXAFS，IR，DFT。详细概括了当前DACs在ORR、CO2RR、HER、NRR和CORR等领域的应用。
3）DACs作为一种新型的单原子催化剂，具有金属原子负载量高、活性位点比SACs更为灵活等优势，在电催化领域具有巨大的应用潜力。相对于同核DACs，异核DACs性能更加优异。借助于异核DACs中两个不同的金属原子的多样性，探索以过渡金属为主的DACs，有望设计制备低成本、高性能的单原子催化剂。
总之，该工作促进了对DACs的理解，为合成低成本、高活性、高稳定性的新型催化剂开辟一条新的途径。
参考文献：
Jing Zhang et al. Supported dual-atom catalysts: Preparation, characterization, and potential applications. Chinese Journal of Catalysis, 2020.
DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63536-7
https://doi.org/10.1016/S1872-2067(20)63536-7
