单原子催化剂在氢燃料电池阴极氧还原反应中的研究进展

摘要

氢燃料电池是一种高效、环境友好以及零碳排放的能量转化技术，然而高成本的贵金属催化剂阻碍了其规模化应用。单原子催化剂因具有高原子利用率、高催化活性和选择性、低成本等优点，对氧分子表现出优异的催化还原性能，在氢燃料电池中具有广阔的应用前景。如何设计合成高效和低成本的单原子催化剂成为该领域的研究热点。重点综述贵金属单原子催化剂和非贵金属单原子催化剂在氢燃料电池阴极氧还原反应中的研究进展，总结提出增强单原子催化剂氧还原性能的调控策略，包括配位结构、局域环境、双原子对、缺陷位点以及暴露活性位点等调控机制，为从原子尺度设计高效氧还原催化剂提供了思路借鉴，并对氢燃料电池氧还原单原子催化剂的发展机遇与挑战进行了展望。