金屬基單原子合金催化材料是由金屬單原子和其合金組成的一種新型催化材料。金屬基單原子合金催化材料兼具單原子合金催化劑和金屬合金催化劑的雙重優(yōu)點，在電催化、化學(xué)合成、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
   在電催化領(lǐng)域，金屬基單原子合金催化材料可用于析氧反應(yīng)、析氫反應(yīng)、氮氣還原反應(yīng)中，用于促進電化學(xué)反應(yīng)高效進行和提高產(chǎn)物純度；在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，金屬基單原子合金催化材料具有緩解環(huán)境污染、提高可再生能源利用率的潛力。
   金屬基單原子合金催化材料應(yīng)用潛力大，但作為新型催化材料，目前其研究和應(yīng)用仍處于發(fā)展階段。我國金屬基單原子合金催化材料研究處于發(fā)展中，相關(guān)研究單位包括中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國科技大學(xué)、海南大學(xué)、清華大學(xué)等。
   海南大學(xué)田新龍教授團隊提出了一種貴金屬單原子催化劑合成策略，即以鉑、銠、釕等貴金屬單原子前驅(qū)體為模板，以多孔碳為載體，通過高溫焙燒將貴金屬單原子印刷到碳載體上，得到貴金屬單原子合金催化劑，該合成策略具有普適性、可拓展性及規(guī)模化制備潛力。
    為促進其發(fā)展、加快布局建設(shè)中試平臺，工信部發(fā)布《新材料中試平臺建設(shè)指南（2024-2027年）》和《關(guān)于加快布局建設(shè)制造業(yè)中試平臺的通知》，提到要實現(xiàn)金屬基單原子合金催化材料、量子點材料、金屬有機氫化物等關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化。在政策引導(dǎo)下，我國金屬基單原子合金催化材料產(chǎn)業(yè)化進程將加快。
    簡單、高效、低成本的制備方法是實現(xiàn)金屬基單原子合金催化材料大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的關(guān)鍵，隨著研究深入，金屬基單原子合金催化材料制備方法越來越多，包括電化學(xué)置換法、物理吸附法、溶膠凝膠法、水熱法、高溫煅燒法、共沉淀法等。
   目前金屬基單原子合金催化材料在大規(guī)模低成本生產(chǎn)、催化性能提高等方面仍需進一步探索，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。作為前沿材料之一，目前金屬基單原子合金催化材料研究和應(yīng)用仍處于發(fā)展階段，我國支持包括金屬基單原子合金催化材料在內(nèi)的前沿材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為其奠定了良好外部環(huán)境。