4月16日，北京理工大学陈鹏万教授课题组应邀在Small期刊发表超快合成单原子催化剂的综述文章，论文题目是“Ultrafast Synthesis of Single-Atom Catalysts for Electrocatalytic Applications”。该论文系统总结了超快合成单原子催化剂（SACs）技术及其在电催化领域的应用，并介绍了团队近期开发的脉冲放电法在单原子催化剂制备与应用中的创新突破。北京理工大学的陈鹏万教授、陈文星副教授、高鑫副教授、首都师范大学的陈郑博副教授和蚌埠学院的高燕老师为论文共同通讯作者，硕士生周博然和博士生刘开源为共同第一作者。

单原子催化剂因极高的原子利用率与均一活性位点，成为能源催化领域的核心研究方向之一。然而，金属原子在制备过程中易因高表面能迁移团聚，传统方法依赖复杂步骤与长时间热解，难以实现单原子催化剂的高效率、低成本制备。

针对上述挑战，团队总结了近年来的超快合成单原子催化剂策略，利用瞬时高能量冲击（如焦耳加热、微波辐射、脉冲放电等）在短时间内实现金属原子的精准锚定，同时避免基底材料热损伤，为SACs的高效合成开辟新路径。此外，还总结了超快合成单原子催化剂方法的优势、电催化应用等（图1）。

图1 超快合成单原子催化剂策略饼状图

团队详细回顾了超快合成单原子催化剂的发展历程（图2），从微波法、焦耳热法快速合成单原子催化剂，到最近陈鹏万教授团队自主开发的脉冲放电法可以在百微秒的时间内合成高分散、高稳定性的非对称配位结构单原子催化剂，该脉冲放电法还可以很容易推广到双原子催化剂、负载型纳米团簇催化剂的高效率、低成本合成。

图2 超快合成单原子催化剂发展历程

近年来，超快合成单原子催化剂方法发展十分迅速，为高效率、大规模制备单原子催化剂提供了新的解决方案。本综述不仅系统分析了焦耳热法、微波法、脉冲放电法等超快合成单原子催化剂策略的机制和特点，还探讨了其在规模化生产中的潜力。未来，超快合成单原子催化剂技术有望应用于绿氢制备、燃料电池及碳资源转化等领域，同时与可再生能源电力资源相结合，助力“双碳”战略目标实现。