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氢/电能转换过程中单一分子反应的活性中心位于催化表/界面上的有限活性位点。近年来，我们针对具体氢/电能转换催化反应，从表面原子级别结构入手，研究催化表界面原子排布状态、电子结构、吸附特性、原位演变机制及其对电催化性能的影响规律，在原子尺度上揭示催化过程本质；设计了具有特定功能的活性基元并基于对配位与成键的精确控制，实现了单原子、团簇、纳米晶催化剂的精确配位结构与化学环境调控，获得了动力学提速的高内在活性催化剂，为实用型高效催化剂的设计与制备提供指导。