铜单原子催化剂的制备及在电化学能源转化的应用

龚志威1，2，黄超1，2，朱兆宇1，2，邓 翔 1，2，3 （1.中钢天源股份有限公司；2.中钢集团南京新材料研究院有限公司；3.上海交通大学机械与动力工程学院）

摘要：电化学能源转化作为一种清洁高效的能源转化方式，是实现“双碳”目标的重要技术途径之一，而开发高性能催化剂，是提高电化学能源转化效率的关键手段。单原子催化剂兼具均相催化剂原子利用率高和非均相催化剂稳定易分离的优势， 在电催化能源转化领域展现出巨大的应用前景。铜（Cu）具有电导率高、 储量丰富、 环境友好的优势， 在电化学能源转化中占据重要地位。本文总结了 Cu单原子催化剂（SACs）的制备策略，如高温热解法、湿化学法、化学气相沉积法、电化学法等，介绍了该类材料在电催化 CO2还原反应（CO2RR）、氧还原反应（ORR）、电解水析氢反应（HER）及N2电化学还原（NRR）等电化学能源转化领域的研究进展和技术应用。最后，总结了Cu单原子在电催化领域所面临的挑战，并对其未来的应用前景进行展望。

关键词： 电催化； 能源转化； 合成； Cu单原子； 催化剂