对高效的能量转换技术的迫切需求推动了具有高活性和耐久性电催化剂的发展。近年来，二维(2D)材料因其独特的物理化学性质而成为具有实际应用前景的电催化剂。由于高能结构和非平衡表面的高反应性，亚稳态相在各种电催化过程中具有很高的活性。与热力学稳定相相比，亚稳态2D材料的生长需要更高的生成能，这在化学气相沉积和气相传输等标准合成过程中很难实现。研究发现，热力学稳定的2D材料在外力作用下的失稳可促进高熵晶体结构向亚稳相的转变。迄今为止，制备高性能亚稳态2D电催化剂的方法有很多种，包括限制生长、拓扑定向转化、电子供体和化学剥离等。在亚稳态2D电催化剂的设计中，必须同时考虑以下几个方面的需要：(i)合成方法的经济性；(ii)产品收率；(iii)后处理对调节电催化性能的适用性；(iv)一般合成方案；(v)亚稳态2D材料的化学和催化稳定性。

近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授基于课题组最近的研究，对用于主要电催化能量转换的亚稳态2D材料进行了综述。

文章要点

1）作者首先回顾了亚稳态2D材料的研究进展和面临的挑战，以及特定的设计原则和合成具有理想特性的亚稳态2D纳米结构材料的典型策略（化学剥离、供电子、拓扑变换和受限生长）。此外，从基础和功能两个方面，比较了亚稳态2D材料在特定电催化过程中的研究进展。重点总结了亚稳态2D材料的设计策略以及对固有电催化性能的影响，包括电子性质和吸附能学。

2）作者最后指出了发展亚稳态2D电催化剂未来的研究方向：i）开发简易的合成策略；ii）同时调节亚稳2D材料的晶体结构和固有催化性能；iii）设计具有多功能的亚稳态2D材料。

参考文献

Huanyu Jin, et al, Metastable Two-Dimensional Materials for Electrocatalytic Energy Conversions, Acc. Mater. Res., 2021

DOI: 10.1021/accountsmr.1c00115

https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00115