La nano-catalyse offre de nombreuses possibilités de transformations chimiques, allant de la fabrication chimique à la conversion et au stockage de l'énergie. De loin, principalement en raison de l'aspect récupération, la catalyse hétérogène a fait l'objet d'une attention considérable de la part de la recherche, son application couvrant environ 80 % de tous les procédés catalytiques.

Afin de développer des nano-catalyseurs efficaces, il est primordial de mieux comprendre les propriétés fondamentales, telles que les structures de coordination des centres actifs, les effets électroniques induits par le dopage des éléments et les interactions substrat-adsorbat. Cependant, en raison de la limitation des technologies de caractérisation actuellement disponibles et de la diversité des sites actifs dans les nano-catalyseurs hétérogènes, la barrière entravant la nano-catalyse existe depuis longtemps en raison du manque de compréhension au niveau atomique des mécanismes régissant les processus catalytiques. La nano-catalyse est confrontée à un défi majeur pour répondre aux besoins d'une société durable.

Au cours de la dernière décennie, la catalyse moderne est entrée dans l'âge d'or grâce au développement des catalyseurs à un seul atome. Avec les caractéristiques d'une dispersion à 100 % et d'un centre actif uniforme, les catalyseurs à un seul atome offrent des opportunités avancées pour explorer les performances catalytiques des métaux. Plus important encore, les études des interactions interatomiques entre l'atome de métal unique et l'environnement environnant éclaireraient le processus catalytique sur les sites multi-atomes dans les nano-catalyseurs.

Récemment, un compte rendu détaillé sur la conception de catalyseurs hétérogènes modernes a été publié dans Chinese Journal of Catalysis par une équipe dirigée par le professeur Chen Chen de l'Université Tsinghua, en Chine. Ce récit résume leur enquête approfondie sur les facteurs ayant un impact sur la nano-catalyse, ainsi que les stratégies de synthèse développées pour préparer des catalyseurs innovants allant des catalyseurs à un seul atome aux nano-catalyseurs. L'application des catalyseurs couvre l'électrocatalyse, la photocatalyse et la thermocatalyse.

L'auteur principal, le professeur Chen Chen, déclare que leur "équipe se consacre depuis longtemps à l'étude de la nano-catalyse et à l'exploitation de nouveaux catalyseurs pour la synthèse chimique et la conversion d'énergie. Nous espérons que nos études offriront des lignes directrices utiles aux chercheurs pour réaliser des percées visibles dans la science de la catalyse." + Explorer plus loin

Une plateforme moléculaire pour l'électrocatalyse hétérogène des REL basée sur des catalyseurs à double atome