电催化对可再生能源的转化和储存非常重要,包括燃料电池、水电解槽和电池。金属基纳米结构及其原子级表面工程化是设计电催化剂的一种很有前景的方法。单金属原子与底物和反应环境的相互作用对调节活性金属中心的表面电子特性至关重要,它产生可控的缩放关系和不同反应机制之间的转变,从而提高催化活性。单原子催化剂 (SACs) 可在保持相对一致的形态的同时调整活性和选择性;在均相单原子分散体中具有明确定义的结构和活性中心,从而具有出色的选择性、活性和稳定性。此外,SACs具有高的原子利用效率、良好控制的底物组成和工程化的表面结构,为分子反应提供了单原子活性位点,从而提高了质量活性。近日,浦项科技大学Jeong Woo Han等对工程化调控单原子催化剂性质实现高效电化学反应领域进行了总结。
本文要点:
1)作者讨论了不同金属基 SACs 纳米结构的最新发展,解释了它们显著的双功能电催化活性和高机械灵活性,特别是在析氧反应、氧还原反应、二氧化碳还原反应、析氢反应和电池应用中。
2)作者还提出了提高 SACs 性能的现有障碍和未来的发展方向。
该工作总结了对单原子电催化剂应用和基础的理解,旨在调控其电催化活性并提高其稳定性。
Kakali Maiti, et al. Engineering Single Atom Catalysts to Tune Properties for Electrochemical Reduction and Evolution Reactions. Adv. Energy Mater., 2021
DOI: 10.1002/aenm.202101670