Catalizadores de Átomo Único Basados en Polímeros Orgánicos Porosos para Electrocatalisis Relacionada con Energía Sostenible

Resumen Los catalizadores de átomo único (SACs) han surgido como materiales catalíticos atractivos en electrocatalisis para el almacenamiento y conversión de energía sostenible. Para realizar la implementación práctica de los SACs, es altamente imperativo un soporte confiable para estabilizar metales dispersos atómicamente con una fuerte interacción metal-soporte, un entorno electrónico local ajustable y un transporte de electrones/masa favorable. Gracias a su gran capacidad de diseño y ajustabilidad de composición, estructura y morfología, los polímeros orgánicos porosos (POPs) han demostrado una gran promesa como plataformas de soporte apropiadas para el diseño de SACs a nivel molecular y la fabricación de SACs de manera controlada. En este documento, se proporciona una visión general completa de los recientes avances hacia la elucidación de los principios de diseño generales, enfoques de síntesis efectivos y mecanismos catalíticos fundamentales para impulsar el desarrollo de SACs de alto rendimiento basados en POPs en transformaciones electrocatalíticas. Los autores primero esbozan las razones para usar soportes basados en POPs para estabilizar SACs y los principios de diseño para la electrocatalisis, seguido de la discusión de los enfoques de fabricación utilizando POPs y nanocarbonos derivados de POPs para alojar metales de átomo único. Luego, se discuten los SACs basados en POPs más avanzados y sus aplicaciones en electrocatalisis heterogénea (ORR, OER, HER, CO2 RR y NRR), enfocándose en revelar la correlación estructura-rendimiento y los mecanismos catalíticos. Finalmente, se sugieren los desafíos y estrategias asociados con el diseño racional de SACs de alto rendimiento.