在原子级界面上，连接反应与能量
催化剂如何在保留活性位点的同时抵抗失活？电极表面怎样兼顾保护与传输？团队以原子层沉积（ALD）和选择性界面构筑为工具，研究金属—氧化物催化体系、燃料电池与储能电极中的结构和性能联系。
构筑可达的位点
调节颗粒尺寸、局部配位与选择性包覆，保留反应物能够接近的活性表面。
理解界面反应
把材料制备、结构表征、催化测试与计算联系起来，研究吸附、供氧和失活路径。
兼顾保护与传输
面向电极和器件，协调界面稳定性、离子扩散与反应物输运。
保护关键位置，保留开放表面
贵金属颗粒的尺寸和分散度影响位点利用，而热处理中的迁移、团聚又会改变结构。选择性ALD把包覆位置也纳入设计：材料不必被完整包裹，界面同样可以发挥稳定作用。
晶面选择性纳米围栏
团队在Pt颗粒上构筑CeOx纳米围栏：选择性修饰Pt(111)相关位置，并保留Pt(100)表面的可达性。研究把晶面包覆与颗粒稳定联系起来，而不是用封闭外壳遮住所有活性位点。阅读纳米围栏研究 ↗
载体上的氧化物纳米陷阱
另一条路径是在Al2O3载体上构筑Co3O4纳米陷阱，利用金属—氧化物相互作用锚定Pt颗粒，并保持开放表面。两种结构以不同的界面设计协调活性和抗烧结能力。阅读纳米陷阱研究 ↗
从低温氧化出发，理解协同位点
活性不仅由金属含量决定。吸附强度、邻近氧化物的供氧能力，以及位点间的协同，都可能改变反应路径。
实验与计算：Pt／Cu改性CeO2
2020年的研究采用氧化还原耦合ALD调节Pt尺寸与载体界面。催化测试、结构表征和DFT共同指向Cu–O–Ce界面氧与Pt亚纳米簇的作用，解释其低温CO氧化表现。阅读论文 ↗
金属与复合氧化物的协同
Pt／Mn-mullite体系结合红外、同位素实验与DFT，研究金属吸附CO和氧化物提供反应氧之间的联系，为双功能界面设计提供机制依据。阅读界面机制研究 ↗
双原子候选：从能量到反应速率
2025年的CeO2负载双原子研究，将高通量第一性原理计算与微观动力学结合，比较CO优先氧化中的位点协同和反应竞争，筛选有潜力的金属组合。
这项工作提出的是计算候选及其机制。材料能否稳定制备、在真实反应气氛中保持结构和选择性，还需要实验检验。阅读双原子计算研究 ↗
让位点设计与反应物传输共同起作用
从燃料电池氧还原到甲烷干重整，界面设计面对不同的反应物、工作温度与失活机制。制备策略需要与具体反应相匹配。
燃料电池：限域Pt合金与氧输运
2024年团队利用ALD辅助的空间限域合金化构筑介孔PtSn催化材料，研究氧还原与催化层附近的传质。工作包含膜电极组件（MEA）和燃料电池测试，将纳米结构与器件表现联系起来。阅读燃料电池研究 ↗
干重整：开放网状Co／Ni结构
甲烷与CO2干重整可生成合成气。2019年研究以原子级薄的网状Co包覆调节Ni表面，围绕积碳和烧结问题改善催化剂耐久性，同时保留开放的反应位置。阅读干重整研究 ↗
实验中的加速耐久测试用于比较材料与失活机制；实际器件还需结合工作气氛、载量和长期运行条件评价。
保护电极表面，也为锂离子留下通道
高镍层状正极的表面退化会影响容量与循环稳定性。ALD可以调节包覆的成核、覆盖程度与后续界面反应，研究保护层和Li+传输之间的平衡。
Al2O3亚纳米包覆：覆盖程度很重要
2025年团队比较H2O与O3作为氧化剂的ALD过程。在LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2（NCM83）上，O3路线较慢的成核与生长保留更多开放表面，改善保护与离子输运的平衡。阅读正极包覆研究 ↗
B2O3沉积与后退火：表面和晶格协同调节
2024年研究将B2O3 ALD与后退火结合，研究NCM83的表面与晶格稳定。调节硼含量是关键：适度调控有益，过量掺杂则会损害传导性能。阅读表面与晶格研究 ↗
测试条件：3.0–4.5 V、1 C、300次循环；数据来自2025年上述NCM83研究，反映该材料与测试条件下的对照结果。
代表论文：从催化界面到能源材料
按问题阅读团队成果，区分材料实验、器件验证与计算筛选。
亚纳米包覆协调保护与锂离子输运
Subnano Al2O3 Coatings for Kinetics and Stability Optimization of LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2 via O3-Based Atomic Layer Deposition
比较氧化剂对成核与覆盖的影响，在NCM83上研究不完全覆盖的薄层保护与倍率、循环性能。
J. Li et al. · ACS Applied Materials & Interfaces 17, 3205–3213
CeO2上双位点协同的计算筛选
Synergistic Dual-Atom Catalysts on Ceria for Enhanced CO Preferential Oxidation: Insights from High-Throughput First-Principles Microkinetics
结合高通量第一性原理与微观动力学，研究CO优先氧化的候选金属组合和协同机制。
Z. Liu et al. · ACS Catalysis 15, 664–675
空间限域Pt合金化促进氧还原传质
Spatially Confined Alloying of Pt Accelerates Mass Transport for Fuel Cell Oxygen Reduction
以ALD辅助构筑介孔PtSn结构，并通过膜电极与燃料电池测试研究催化位点和氧输运。
Y. Gao et al. · Small 20, 2405748
B2O3沉积与退火调节表面和晶格
Stabilization of the surface and lattice structure for LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2 via B2O3 atomic layer deposition and post-annealing
结合ALD与后退火调控NCM83，研究硼含量对结构稳定与传导性能的影响。
J. Li et al. · Energy Advances 3, 1688–1696
Cu改性CeO2激活Pt亚纳米簇界面
Activation of subnanometric Pt on Cu-modified CeO2 via redox-coupled atomic layer deposition for CO oxidation
调控Pt尺寸与界面氧，结合表征、反应测试和DFT解释低温CO氧化中的金属—载体协同。
X. Liu et al. · Nature Communications 11, 4240
原子级薄网状Co包覆改善Ni耐久性
Nickel catalyst with atomically-thin meshed cobalt coating for improved durability in dry reforming of methane
用开放网状包覆调节Ni表面，研究甲烷干重整中的积碳抑制与结构稳定。
K. Cao et al. · Journal of Catalysis 373, 351–360
纳米围栏稳定Pt并保留可达晶面
Nanofence Stabilized Platinum Nanoparticles Catalyst via Facet-Selective Atomic Layer Deposition
以晶面选择性ALD构筑CeOx围栏，研究开放表面与抗烧结性能的兼顾。
K. Cao et al. · Small 13, 1700648
氧化物纳米陷阱锚定Pt颗粒
Oxide-Nanotrap-Anchored Platinum Nanoparticles with High Activity and Sintering Resistance by Area-Selective Atomic Layer Deposition
在Al2O3载体上构筑Co3O4锚定结构，以开放的金属—氧化物界面改善活性与抗烧结能力。
X. Liu et al. · Angewandte Chemie International Edition 56, 1648–1652