随着电催化剂的发展，清洁可持续能源技术得到了显著的推动，特别是低维金属纳米材料(LDMNs)，其具有独特的结构、物理化学和电子特性，包括高活性表面积、高效电子转移和丰富的表面不饱和原子。最近的研究也表明，对LDMNs进行表面工程、界面工程和应变工程可以很容易地导致表面活性中心增加、强协同效应和电子调制，从而为提高电催化性能提供了新的途径。

有鉴于此，苏州大学杜玉扣教授等人，重点介绍了LDMNs作为电催化剂的最新进展，包括0D，1D和2D金属纳米材料。阐明了它们在结构设计，可控合成，机理理解和性能增强途径方面的最新突破，并讨论了高质量LDMN的受控合成策略，以及为促进LDMN在能源转换技术方面的发展，提出了未来展望和潜在挑战。

本文要点

1）通过设计合适的晶体结构可以显着改善LDMNs的电催化性能，该结构能够促进活性位点的固有活性。此外，表面工程对于通过产生高折射率的小面和不饱和原子来改善电催化性能也是有效的。另外，还强调了界面工程对增强LDMNs电催化性能的积极影响。最重要的是，由合金或异质纳米结构的形成引起的应变效应可以改变电子结构并优化反应物和中间体的吸附能。

2）尽管LDMNs在电催化方面取得了巨大进展，但与活性和稳定性相关的一些局限性和挑战仍然有待克服。首先，尽管已经付出了巨大的努力并且已经取得了相当大的成就，但是LDMN的电催化活性（例如电流密度）仍然远远低于实际应用的要求。第二，就合成方法而言，除了要达到高的内在活性和丰富的表面活性面积，强大的协同作用和良好的应变作用外，LDMNs的精确控制和合成仍具有挑战性。第三，对于电催化性能的促进作用的详细而准确的解释在一定程度上是不够的，缺乏有力的证据。这可以通过采用先进的表征技术如原位技术来解决。第四，成本是开发金属电催化剂时必须考虑的另一个关键方面。对于某些电化学反应（例如FOR，ORR，OER和HER），广泛使用的高性能电极材料主要是贵金属基催化剂。最后，从计算的角度来看，理论计算和光谱表征技术的协同结合将有效地揭示电解反应的性质。

参考文献：

Hui Xu et al. Low‐Dimensional Metallic Nanomaterials for Advanced Electrocatalysis. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202006317

https://doi.org/10.1002/adfm.202006317