單原子催化獲2024未來科學大獎物質科學獎 推動可持續發展的工業化應用序幕已經拉開

2024年8月16日，未來科學大獎委員會公布了2024未來科學大獎獲獎名單。中國科學院大連化學物理研究所張濤院士、清華大學李亞棟院士因對單原子催化的發展和應用所作出的開創性貢獻獲得物質科學獎。

2011年，張濤院士領銜的一項研究成果合成了以單原子鉑為活性催化位點的固相催化劑，并將此類催化劑所促成的催化功能命名為“單原子催化”。這項里程碑式的原創性研究觸發了單原子催化的爆發式發展，使其迅速成長為活躍的新興催化研究領域。

李亞棟院士和合作者們系統性地開發了可設計、可控且具有普適性的單原子催化劑的合成方法，為此類催化劑應用于工業生產奠定了基礎。

當前，單原子催化研究已成為異相催化最前沿領域，已促使氯乙烯、乙酸、丙醇等大宗化學品實現綠色環保、高效節能的工業化生產，展現了單原子催化助力于人類社會可持續發展的潛力。

　　【新聞講述】中國科學院院士、中國科學院大連化物所研究員張濤：“單原子催化”概念是為數不多的由中國人提出并產生廣泛國際影響的新概念，目前已經成為催化乃至整個化學領域一個非常重要的研究熱點。 “單原子催化”概念的提出，將多相催化活性位的認識從傳統表界面催化和納米催化推進到更加微觀和精準的原子尺度。

　　其重要性主要體現在：一是單原子催化中的活性金屬完全以單原子的形式分散，獲得金屬分散的極限，大幅提高了金屬的利用率，降低了催化劑使用成本;二是單原子催化劑具有原子尺度明確、單一的活性位結構，為實現精準催化轉化提供了條件、奠定了基礎;三是單原子催化有助于對催化反應機理的認識和理解，讓反應機理從過去的“黑匣子”變得更加透明，對于催化劑的理性設計非常重要，結合人工智能的發展，將有望帶來催化劑設計、合成和應用的革命性變革，對于推動催化乃至整個化工行業的可持續發展產生非常重要的影響。

　　目前，已有百余個國家千余個研發團隊正在從事單原子催化領域的研究和開發，并已經在部分領域實現規模化應用，相信未來一定會有更多工業化應用產生。