摘要:单原子位点电催化剂(SACs)具有最高的原子效率、精细调整的配位结构和针对催化、能源和环境净化的卓越反应性,在近十年来已成为新兴前沿领域。随着在活性和选择性上的重大突破,SACs的有限稳定性和耐久性往往被忽视,这构成了满足实际需求的巨大挑战。构建高稳定性SAC
研究概述
单原子位点电催化剂(SACs)具有最高的原子效率、精细调整的配位结构和针对催化、能源和环境净化的卓越反应性,在近十年来已成为新兴前沿领域。随着在活性和选择性上的重大突破,SACs的有限稳定性和耐久性往往被忽视,这构成了满足实际需求的巨大挑战。构建高稳定性SACs的一个关键障碍是过分依赖经验而非理性设计方法。因此迫切需要进行全面回顾,以简洁概述SACs稳定性和耐久性方面的最新进展,包括失活机制和缓解策略。2025年4月14日,清华大学王定胜、西安交通大学陈圣华、北京市科学技术研究院刘向文在国际期刊Advanced Materials上发表了题为《Deactivation Mechanism and Mitigation Strategies of Single-Atom Site Electrocatalysts》的综述论文。本综述首先批判性的总结了SACs在原子、介观和纳米尺度上的降解机制和诱导因素,主要基于但不局限于氧还原反应(ORR)。随后,通过调整催化剂组成、结构、形态和表面来描述潜在的稳定性/耐久性改进策略,包括构建稳健的基底和金属-支撑相互作用、优化活性位点的稳定性、制造孔隙率和表面改性。最后,还讨论了稳健SACs面临的挑战和前景。本综述有助于深入理解催化剂降解机制,并为克服SACs及其衍生物的失活难题提供了有效的设计原则。
图文解读
图1:基于电催化实现清洁能源未来的电化学能量转换示意图
图2:SACs关键性能评估指标
图3:SACs失活机制及缓解策略
文献信息
Deactivation Mechanism and Mitigation Strategies of Single-Atom Site Electrocatalysts, Adv. Mater., 2025. https://doi.org/10.1002/adma.202420383.
来源:MS杨站长