Einzelatom‐Elektrokatalysatoren

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Abstract
Seit einigen Jahren erleben wir einen deutlichen Anstieg bei der Erzeugung nachhaltiger und erneuerbarer Energien. Allerdings sind die elektrochemischen Ausbeuten der verschiedenen Energiegewinnungssysteme limitiert, und es findet daher eine intensive Suche nach hocheffizienten Elektrokatalysatoren durch rationale Kontrolle von Größe, Form, Zusammensetzung und Struktur statt. Von besonderem Interesse für die Elektrokatalyse sind Einzelatomkatalysatoren (single‐atom catalysts, SACs), die sich durch hohe katalytische Aktivitäten, Stabilität, Selektivität und 100 % Atomausnutzung auszeichnen. In diesem Aufsatz stellen wir innovative Synthesen und Charakterisierungstechniken für SACs vor, mit einem Fokus auf elektrochemischen Anwendungen in der Sauerstoffreduktion und Sauerstoffentwicklung, der Wasserstoffentwicklung und der Kohlenwasserstoffkonversion in Brennstoffzellen (Elektrooxidation von Methanol, Ethanol und Ameisensäure). Wir betrachten ferner elektrokatalytische Vorgänge auf atomarer Ebene und erörtern die zugrundeliegenden Mechanismen. Das ultimative Ziel dieser Forschungen ist die maßgeschneiderte Nutzung einzelner Atome für elektrochemische Anwendungen.
Funding Information
  • start-up fund of Washington State University

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