触媒ナノフレームとその先にあるもの

Catalytic Nanoframes and Beyond.

• Taehyun Kwon
• Minki Jun
• Kwangyeol Lee

抄録

持続可能なエネルギーの生産と支出の必要性がますます高まっているのは、化石燃料の驚異的な消費率とそれに伴う環境問題の結果である。そのため、燃料電池や水分解技術を用いた持続可能なエネルギーの創出が注目されています。そのため、燃料電池や水分解技術はその性能に大きく依存するため、高効率な電極触媒の開発が大きな関心を集めています。数多くの触媒設計が検討されている中で、ナノフレーム触媒は、体積当たりの表面積が大きく、組成が調整可能であるため、触媒活性サイトの数や触媒活性に影響を与えます。それにもかかわらず、電気化学的操作中のナノフレームの構造的完全性は、現在進行中の懸念事項である。最近、ナノフレーム触媒の分野におけるいくつかの重要な進歩が達成されており、特に、触媒の安定性の懸念を解決し、活性サイトの本質的な触媒活性を大幅に向上させることを目的としている。ここでは、ナノフレーム構造の一般的な合成概念とその構造に依存した触媒性能について、この分野における最近の注目すべき進歩とともにまとめた。また、ナノフレーム触媒の限界に対処するために残された課題と将来の方向性についての議論も提供されています。

The ever-increasing need for the production and expenditure of sustainable energy is a result of the astonishing rate of consumption of fossil fuels and the accompanying environmental problems. Emphasis is being directed to the generation of sustainable energy by the fuel cell and water splitting technologies. Accordingly, the development of highly efficient electrocatalysts has attracted significant interest, as the fuel cell and water splitting technologies are critically dependent on their performance. Among numerous catalyst designs under investigation, nanoframe catalysts have an intrinsically large surface area per volume and a tunable composition, which impacts the number of catalytically active sites and their intrinsic catalytic activity, respectively. Nevertheless, the structural integrity of the nanoframe during electrochemical operation is an ongoing concern. Some significant advances in the field of nanoframe catalysts have been recently accomplished, specifically geared to resolving the catalytic stability concerns and significantly boosting the intrinsic catalytic activity of the active sites. Herein, general synthetic concepts of nanoframe structures and their structure-dependent catalytic performance are summarized, along with recent notable advances in this field. A discussion on the remaining challenges and future directions, addressing the limitations of nanoframe catalysts, are also provided.

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