The superiority and perspectives in single-atom site and multi-atom site catalysts for energy conversion
Source abstract
Abstract
Atomically dispersed metal catalysts have been a research hotspot in the field of nanocatalysis due to their unique advantages in recent years. The isolated single or few atoms can be anchored on supports via chemical bonding or space confinement to maximize atom utilization efficiency, reducing the use of metal resources while displaying distinguished catalytic performance. This perspective presents the latest advances in single-atom site catalysts (SACs) and multi-atom site catalysts (MACs), highlights their superiority, and discusses the current limitations as well as the outlooks facing their future development.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Electrocatalysts for Energy Conversion · Catalytic Processes in Materials Science · Nanomaterials for catalytic reactions
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China 1 , Hefei 230029, Anhui, People’s Republic of China
School of Chemistry and Chemical Engineering, Key Laboratory for Green Processing of Chemical Engineering of Xinjiang Bingtuan, Shihezi University 2 , Shihezi 832003, China
Funding
National Natural Science Foundation of China
References (100+)
Show source-provided references
1. Chem. Rev. · 2020 · 120 · 1190010.1021/acs.chemrev.9b00818 ↗
2. Coord. Chem. Rev. · 2022 · 461 · 21449310.1016/j.ccr.2022.214493 ↗
3. Chin. J. Catal. · 2018 · 39 · 89310.1016/s1872-2067(18)63047-5 ↗
4. Nat. Catal. · 2018 · 1 · 38510.1038/s41929-018-0090-9 ↗
5. Joule · 2018 · 2 · 124210.1016/j.joule.2018.06.019 ↗
6. Nat. Chem. · 2013 · 5 · 77510.1038/nchem.1721 ↗
7. Small Methods · 2019 · 3 · 180048110.1002/smtd.201800481 ↗
8. Small · 2022 · 18 · 210568010.1002/smll.202105680 ↗
9. J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 136 · 1647310.1021/ja508879j ↗
10. Nat. Chem. · 2011 · 3 · 63410.1038/nchem.1095 ↗
11. Small Methods · 2022 · 6 · 220040810.1002/smtd.202200408 ↗
12. ACS Energy Lett. · 2021 · 6 · 335910.1021/acsenergylett.1c01316 ↗
13. eScience · 2022 · 2 · 10210.1016/j.esci.2021.12.007 ↗
14. J. Mater. Chem. A · 2021 · 9 · 170510.1039/d0ta08496d ↗
15. Chin. J. Catal. · 2020 · 41 · 78310.1016/s1872-2067(20)63536-7 ↗
16. Nat. Commun. · 2018 · 9 · 445410.1038/s41467-018-06967-8 ↗
17. Adv. Funct. Mater. · 2017 · 27 · 170080210.1002/adfm.201700802 ↗
18. Nano Res. · 2021 · 14 · 241810.1002/anie.202010903 ↗
19. Nat. Catal. · 2021 · 4 · 52310.1038/s41929-021-00637-7 ↗
20. Adv. Mater. · 2022 · 34 · 220179610.1002/adma.202201796 ↗
21. Nat. Commun. · 2020 · 11 · 588410.1038/s41467-020-19571-6 ↗
22. Appl. Catal., B · 2020 · 268 · 11874710.1016/j.apcatb.2020.118747 ↗
23. Energy Environ. Sci. · 2018 · 11 · 337510.1039/c8ee02656d ↗
24. J. Am. Chem. Soc. · 2021 · 143 · 1976110.1021/jacs.1c08078 ↗
25. Nat. Nanotechnol. · 2021 · 16 · 114110.1038/s41565-021-00951-y ↗
26. Chem. Soc. Rev. · 2022 · 51 · 892310.1039/d2cs00233g ↗
27. J. Mater. Chem. A · 2019 · 7 · 349210.1039/c8ta11416a ↗
28. Adv. Energy Mater. · 2018 · 8 · 170134310.1002/aenm.201701343 ↗
29. J. Am. Chem. Soc. · 1978 · 100 · 17010.1021/ja00469a029 ↗
30. Nano Res. · 2015 · 8 · 291310.1007/s12274-015-0796-9 ↗
31. Chem. Eng. J. · 2022 · 452 · 13920510.1016/j.cej.2022.139205 ↗
32. J. Am. Chem. Soc. · 2021 · 143 · 1545310.1021/jacs.1c08088 ↗
33. Adv. Sci. · 2022 · 220503110.1002/advs.202205031 ↗
34. Chem. Commun. · 2017 · 53 · 986210.1039/c7cc05476a ↗
35. Chem. Eng. J. · 2022 · 441 · 13607810.1016/j.cej.2022.136078 ↗
36. Energy Environ. Sci. · 2016 · 9 · 373610.1039/c6ee01867j ↗
37. Nano Energy · 2017 · 35 · 910.1016/j.nanoen.2017.03.027 ↗
38. Nat. Commun. · 2019 · 10 · 262310.1038/s41467-019-10622-1 ↗
39. Nano Energy · 2017 · 41 · 41710.1016/j.nanoen.2017.09.055 ↗
40. Adv. Energy Mater. · 2020 · 11 · 200247310.1002/aenm.202002473 ↗
41. Adv. Mater. · 2018 · 30 · 180173210.1002/adma.201801732 ↗
42. Nat. Catal. · 2019 · 2 · 25910.1038/s41929-019-0237-3 ↗
43. Nat. Catal. · 2018 · 1 · 33910.1038/s41929-018-0063-z ↗
44. Nat. Commun. · 2020 · 11 · 304910.1038/s41467-020-16848-8 ↗
45. J. Am. Chem. Soc. · 2020 · 142 · 240410.1021/jacs.9b11852 ↗
46. Angew. Chem., Int. Ed. · 2021 · 60 · 2732410.1002/anie.202113895 ↗
47. Adv. Funct. Mater. · 2021 · 32 · 210834510.1002/adfm.202108345 ↗
48. Angew. Chem., Int. Ed. · 2016 · 55 · 205810.1002/anie.201509241 ↗
49. Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 872410.1002/anie.201902136 ↗
50. Chem · 2019 · 5 · 286510.1016/j.chempr.2019.07.020 ↗
51. Nat. Energy · 2021 · 6 · 61410.1038/s41560-021-00826-5 ↗
52. J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 979510.1021/jacs.7b05018 ↗
53. J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 568210.1021/ja049436v ↗
54. Nature · 2002 · 415 · 62310.1038/415623a ↗
55. Angew. Chem., Int. Ed. · 2020 · 59 · 1601310.1002/anie.202007221 ↗
56. J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 1728110.1021/jacs.7b10385 ↗
57. Matter · 2020 · 3 · 50910.1016/j.matt.2020.06.026 ↗
58. Nat. Chem. · 2019 · 11 · 22210.1038/s41557-018-0201-x ↗
59. Nano Energy · 2020 · 71 · 10459710.1016/j.nanoen.2020.104597 ↗
60. Nat. Commun. · 2017 · 8 · 107010.1038/s41467-017-01259-z ↗
61. Nat. Commun. · 2018 · 9 · 235310.1038/s41467-018-04845-x ↗
62. Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 697210.1002/anie.201901575 ↗
63. Nat. Commun. · 2021 · 12 · 408810.1038/s41467-021-24052-5 ↗
64. Adv. Mater. · 2021 · 33 · 210221210.1002/adma.202102212 ↗
65. Angew. Chem., Int. Ed. · 2022 · 61 · e20220594610.1002/anie.202205946 ↗
66. Angew. Chem., Int. Ed. · 2022 · 61 · e20220753710.1002/anie.202207537 ↗
67. ACS Catal. · 2020 · 10 · 275410.1021/acscatal.0c00097 ↗
68. ACS Catal. · 2021 · 11 · 883710.1021/acscatal.1c02165 ↗
69. Adv. Energy Mater. · 2022 · 12 · 210356410.1002/aenm.202103564 ↗
70. Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 262210.1002/anie.201810175 ↗
71. Sci. China Chem. · 2021 · 64 · 190810.1007/s11426-021-1106-9 ↗
72. Adv. Mater. · 2021 · 33 · 210257610.1002/adma.202102576 ↗
73. Matter · 2020 · 2 · 7810.1016/j.matt.2019.11.014 ↗
74. Nat. Commun. · 2019 · 10 · 171110.1038/s41467-019-09666-0 ↗
75. Nat. Catal. · 2018 · 2 · 14910.1038/s41929-018-0192-4 ↗
76. J. Phys. Chem. C · 2019 · 123 · 1665110.1021/acs.jpcc.9b02195 ↗
77. ACS Energy Lett. · 2019 · 4 · 90810.1021/acsenergylett.9b00249 ↗
78. ChemSusChem · 2022 · 15 · e20220049810.1002/cssc.202200498 ↗
79. ACS Energy Lett. · 2022 · 7 · 64010.1021/acsenergylett.1c02446 ↗
80. Nano Energy · 2018 · 46 · 39610.1016/j.nanoen.2018.02.025 ↗
81. Angew. Chem., Int. Ed. · 2021 · 60 · 2402210.1002/anie.202109579 ↗
82. Adv. Energy Mater. · 2021 · 11 · 210124210.1002/aenm.202101242 ↗
83. J. Am. Chem. Soc. · 2021 · 144 · 117410.1021/jacs.1c08890 ↗
84. Angew. Chem., Int. Ed. · 2018 · 57 · 464210.1002/anie.201801103 ↗
85. Angew. Chem., Int. Ed. · 2021 · 60 · 1317710.1002/anie.202014112 ↗
86. Chin. J. Struct. Chem. · 2022 · 41 · 221000410.14102/j.cnki.0254-5861.2022-0083 ↗
87. Nano Energy · 2020 · 77 · 10512110.1016/j.nanoen.2020.105121 ↗
88. Acc. Chem. Res. · 2022 · 55 · 194910.1021/acs.accounts.2c00239 ↗
89. J. Am. Chem. Soc. · 2021 · 143 · 1131710.1021/jacs.1c05754 ↗
90. ACS Appl. Mater. Interfaces · 2021 · 13 · 2610910.1021/acsami.1c06414 ↗
91. Chem. Soc. Rev. · 2018 · 47 · 503810.1039/c7cs00844a ↗
92. Nano Energy · 2021 · 80 · 10552710.1016/j.nanoen.2020.105527 ↗
93. Adv. Funct. Mater. · 2022 · 32 · 220343910.1002/adfm.202203439 ↗
94. Angew. Chem., Int. Ed. · 2022 · e20221342310.1002/anie.202213423 ↗
95. Nat. Energy · 2021 · 6 · 105410.1038/s41560-021-00925-3 ↗
96. Nat. Mater. · 2022 · 21 · 68110.1038/s41563-022-01252-y ↗
97. Adv. Mater. · 2018 · 30 · 180164910.1002/adma.201801649 ↗
98. J. Am. Chem. Soc. · 2020 · 142 · 337510.1021/jacs.9b06808 ↗
99. Nat. Catal. · 2018 · 1 · 93510.1038/s41929-018-0164-8 ↗
100. Nat. Catal. · 2022 · 5 · 31110.1038/s41929-022-00772-9 ↗