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　　近日，基础与前沿研究院董帆教授、隆昶副研究员团队在国际顶级期刊Chem（Cell姊妹刊）上发表题为“In-Depth Understanding and Precise Modulation of Surface Reconstruction during Heterogeneous Electrocatalysis: from Model to Practical Catalysts”的前瞻性论文。基础院博士研究生代玮东为第一作者，董帆教授、隆昶副研究员为共同通讯作者，电子科技大学基础与前沿研究院为论文第一作者单位。

　　在过去的几十年里，经典的催化剂-电解质界面（CEI）模型（图A1）假设催化剂是静态的模型，有效地解释了实验结果，并为电催化研究提供了重要的见解。随着原位表征技术和理论模拟的进步，催化剂被频繁的观测到在电催化反应中不可避免地发生结构演变，这种现象在催化剂表面尤其明显（图A2）。由于CEI的表面重构，仅仅根据催化剂的初始结构来推断性能与结构之间的构效关系往往与实际情况不符，严重阻碍了对反应机理的全面理解。此外，利用先前建立的结构-活性关系来构建更有效的催化剂的努力通常无法实现显著的性能提升。因此，研究工况条件下的表面重构行为，了解CEI在原子、分子和亚纳米水平上的表面重构规律变得至关重要。

　　有鉴于此，基础与前沿研究院董帆教授、隆昶副研究员团队围绕CEI的表面重构行为，以基于模型的思维方式讨论了对非均相电催化中表面重构行为的最新理解，并从自由能的角度合理阐述了催化剂表面重构行为的基本原理。基于当前CEI模型的特点，探讨了最新的见解和创新策略，以更深入地理解和精确地调控催化剂在工况条件下的表面重构行为。其中，探讨的内容涵盖了三个维度，包括预催化剂结构、特异性吸附物种（添加剂或反应中间体）和外场偏压。最后，展望了未来研究催化剂表面重构尚未探索但至关重要的科学挑战，包括影响重构和反应类型的未探索因素，原位表征和模拟技术发展的必要性，以及目前被忽视的催化剂失活问题。该展望旨在推进研究者们对表面重构过程及其在电解过程中的精确调控的理解，最终有助于实际应用。

　　论文链接

　　https://www.cell.com/chem/abstract/S2451-9294(24)00538-2

　　作者介绍

　　董帆，基础与前沿研究院二级教授/博导/学术委员会主任，碳中和与环境能源新技术研究中心主任。研究领域为：大气污染控制与资源化、环境与能源催化和气体传感器件。国家杰出青年科学基金获得者（2022年），国家优秀青年科学基金获得者（2018年），国务院特殊津贴专家（2019年）；连续6年入选科睿唯安“全球高被引科学家”榜单（2018~2023年）；获得四川省杰出青年科学技术创新奖（2023年），中国环境科学学会青年科学家金奖（2020年），省部级自然科学奖一等奖2项和二等奖5项。主持国家自然科学基金项目8项、国家重点研发计划课题2项以及四川省创新群体等省部级重大/重点科研项目等20余项。以通讯作者在Chem、PNAS、Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.，Energy Environ. Sci.，Environ. Sci. Technol.，Sci. Bull.，Research，Adv. Energy Mater.，ACS Nano，ACS Catal.，ACS Sens.，Mater. Today等国内外期刊发表学术论文200余篇。所有论文被SCI引用4.2万余次，50篇论文入选ESI高被引/热点论文，H指数为110。担任美国化学会ACS ES&T Engineering期刊Topic Editor。

　　隆昶，基础与前沿研究院副研究员，研究聚焦能源与环境应用中电化学表界面物质结构演变及能量转移规律。迄今为止，以第一或通讯作者在Chem、J. Am. Chem. Soc.、Sci. Adv.、Nat. Comm.等国际高水平期刊发表学术论文8篇，谷歌学术被引2300余次，H因子24，主持国家自然科学基金青年项目和博士后面上项目，担任国际一流学术期刊Chem、J. Am. Chem. Soc.、Energy Environ. Sci.、Angew. Chem. Int. Ed.等多个国际期刊独立审稿人，担任国产旗舰学术期刊The Innovation青年编委。

　　代玮东，电子科技大学基础与前沿研究院2023级博士研究生，研究方向为工况下电催化剂重构行为的机制研究，迄今以第一作者或共同第一作者在Chem、Appl. Catal. B: Environ.、Chem. Eng. J.等期刊发表学术论文。