近日，材料与化学工程学院应用化学教研室高燕博士以第一作者兼通讯作者、蚌埠学院为第一单位发表重要成果，主要聚焦非对称双原子催化剂在电催化中的应用、挑战以及未来发展趋势。相关成果以“Asymmetric diatomic electrocatalysts: Design, synthesis and applications”为题发表在国际知名SCI期刊Nano Research（JCR一区，中科院一区，2026 IF 9）上。
在可持续能源转型背景下，利用清洁电力将CO2、O2、H2O等小分子催化转化为燃料和增值化学品是十分重要的能源转化过程。非对称双原子催化剂（ADCs）具有卓越的协同性能，其非对称分布构型产生局部内置电场有助于增强电荷的分离/转移，有效促进了多步协同催化过程。ADCs固有的结构复杂性通过调节中间体的吸附取向和电子构型来提高电催化性能。然而，在ADCs的构建中，如何建立精确的构效关系和阐明潜在的反应机制是十分重要的。高燕详细综述了ADCs的最新研究进展，特别是对结构亚类进行了明确区分，将结构类型与非对称催化机制联系起来；指出人工智能（AI）正加速推动高性能ADCs的合理设计，对AI在ADCs的高通量筛选、性能预测、阐明催化机制的作用方面进行了讨论；指出已建立的合成策略，基本和互补的表征技术，和先进表征技术层层推进的内在逻辑性；以及ADCs在关键电催化反应氧还原反应（ORR），析氧反应（OER），析氢反应（HER）和二氧化碳还原反应（CO2RR）中的应用。综合多种表征方法详细分析不同反应体系中中间体吸附构型、轨道耦合和电荷转移动力学对反应机制的影响。最后，从多个维度对ADCs的未来研究方向进行了展望。
高燕主要聚焦于纳米团簇及单原子催化剂方面的研究。通过多种方法调控性能合成高活性且稳定的非对称配位团簇或单原子催化剂，借助先进的表征手段分析催化剂结构及其在CO2RR、NO3RR等不同体系的催化应用。近年来，主持安徽省高校自然科学重点项目和重大项目、安徽省教育厅质量工程重点项目、蚌埠学院高层次人才科研启动项目等。目前已在Nano Res., J. Mater. Chem. A, Chem. Comm., Small, Nanoscale, Atmos. Environ., Spectrochim. Acta A等专业领域国内外主流期刊上共发表SCI论文15余篇。指导学生获得国家级和省级大学生创新创业训练计划项目3项。
该工作得到安徽省硅基新材料工程研究中心、硅基新材料优秀科研创新团队的支持。