新南威尔士大学赵川AM：单原子电催化剂的挑战与机遇——从实验室研究到潜在的工业级应用

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使用可再生电能进行小分子电化学转化被视为一种有前途的策略来储存这种电能。然而，目前的电化学技术还不够成熟，难以高效实现水电解、燃料电池、二氧化碳电解以及通过氮还原或氮氧化物还原合成氨等反应。单原子电催化剂在这些反应中具有关键作用，能够显著提升反应的活性、选择性、效率和稳定性。因此，设计高效的单原子电催化剂对推进电催化技术和新兴电化学转化反应具有巨大的潜力。过去十年间，通过对活性位点、配位环境和基底的精细设计以及合成方法的创新，已经开发出了一些高效的单原子电催化剂。然而，单原子电催化仍面临许多挑战，包括整体活性低、稳定性差、活性位点有限、金属负载量低以及产物生成速率缓慢。因此，亟需探索新的制造策略，并设计出具备优异电催化性能的先进单原子电催化剂，提升其活性、选 ………………………………