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電催化對于燃料電池、水電解槽和電池等可再生能源的轉(zhuǎn)換和儲存非常重要。工程化金屬基納米結(jié)構(gòu)及其原子尺度表面是設(shè)計電催化劑的一種很有前途的方法。其中，單原子催化劑（SACs）允許活性和選擇性調(diào)節(jié)，同時保持相對一致的形態(tài)。SACs具有明確的構(gòu)型和活性中心、高原子利用率等優(yōu)點，產(chǎn)生優(yōu)異的選擇性、活性和穩(wěn)定性，提高質(zhì)量活性。

近日，韓國浦項理工大學(xué)Jeong Woo Han（通訊作者）等人報道了一篇關(guān)于單原子催化劑（SACs）最新研究進展的綜述。在文中，作者詳細(xì)討論了有關(guān)SACs的最新發(fā)展，重點是它們的原子配位、電子結(jié)構(gòu)以及對能量存儲和轉(zhuǎn)換技術(shù)的關(guān)鍵影響。SACs的這些重要方面是基于當(dāng)前文獻進行強調(diào)的，為廣大讀者提供了新穎的價值。

AEM綜述：設(shè)計SACs以調(diào)整電化學(xué)還原和演化反應(yīng)的性質(zhì)

此外，作者還強調(diào)了負(fù)責(zé)SACs活動的潛在原子機制，以鼓勵通過使用最新的理論和計算方法進一步探索SACs屬性。

這種方法考慮表面科學(xué)技術(shù)、電子自旋矩、前沿軌道（FOs）、電荷容量、氫鍵，以唯一地解釋許多未解決的問題所涉及的SACs。此外，本綜述證實了幾乎所有貴金屬、過渡金屬，甚至少數(shù)稀土金屬都可以通過所討論的合成程序組成SACs。

作者還詳細(xì)介紹了成分如何影響SACs鍵合、電荷轉(zhuǎn)移和性能調(diào)節(jié)等實驗表征，并通過與理論方法的關(guān)聯(lián)改進了此類解釋。同時，作者還評估了SACs不同支撐納米結(jié)構(gòu)的重要性，包括納米片、納米棒、空心納米球、1D/2D納米結(jié)構(gòu)、核殼納米球和納米FBERs等。本研究明確了載體形態(tài)如何有助于提高催化活性和穩(wěn)定性，在解釋這種關(guān)系時，特別強調(diào)了燃料電池、水電解槽和電池的應(yīng)用。

本文描述了SACs在HER、CO₂RR、NRR、ORR、OER、鋅空氣電池（ZABs）和鋰電池中的應(yīng)用。最后，作者討論了與SACs改進相關(guān)的現(xiàn)有挑戰(zhàn)和未來前景?？傊髡咴斒隽藢ACs的實用和基本的實驗見解，以及補充的理論分析如何幫助設(shè)計有效的納米結(jié)構(gòu)并顯著提高電催化性能。

Engineering Single Atom Catalysts to Tune Properties for Electrochemical Reduction and Evolution Reactions. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101670.

https://doi.org/10.1002/aenm.202101670.

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