以单金属原子为活性位点的电催化剂由于具有较高的原子利用效率和优异的催化活性和选择性而受到越来越多的关注。

有鉴于此，约翰霍普金斯大学王超教授、中国科学技术大学曾杰教授、美国加州大学陈少伟教授和香港科技大学邵敏华教授等人，综述了用于各种能量转换反应的单原子电催化剂(SAECs)的研究进展。

本文要点

1）首先介绍了不同类型的SAEC，然后概述了控制金属位点的原子分散合成方法和使用最先进的显微镜和光谱技术的原子级分辨表征技术。

2）考虑到SAEC的广泛应用，剖析了单原子电催化剂在各种重要的电化学反应中的研究进展，包括析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原反应(CO2RR)和氮还原反应(NRR)。在每种情况下，均以SAEC的催化性能，结构-性质关系和催化增强机制为例进行了讨论。

3）单原子电催化已经发展成为电化学研究的一个新的前沿。SAECs独特的原子结构和吸附特性使其在提高电化学反应的能量转换和化学转化效率方面具有重要的作用。与具有各种表面结构的传统纳米催化剂相比，SAECs被认为是结构明确的活性位点模型，从而可以准确地描述结构-性能关系，并可用于高级电催化剂的合理设计。在许多情况下都已证明了SAECs的优异催化活性和选择性，而先进的催化性能通常源于奇特的金属-载体配位和电子相互作用。由于其对金属元素的高效利用以及在恶劣反应条件下对非贵金属的稳定，SAECs在降低电化学系统成本方面也具有很大的潜力。

参考文献：

Yuxuan Wang et al. Advanced Electrocatalysts with Single-Metal-Atom Active Sites. Chem. Rev., 2020.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00594

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00594