เทคโนโลยีการเร่งปฏิกิริยาทำหน้าที่เป็นเสาหลักในอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่ การแปลงพลังงาน และการกำกับดูแลสิ่งแวดล้อม เนื่องจากเป็นแกนหลักของตัวเร่งปฏิกิริยา ตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาจึงเป็นตำแหน่งเล็กๆ ที่ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมดเกิดขึ้น ซึ่งควบคุมกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยา การเลือกสรร และความเสถียรโดยตรง ผู้ขนส่งจำนวนมากและโครงร่างของตัวเร่งปฏิกิริยาแทบจะไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี โดยส่วนใหญ่จะรองรับส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ กระจายอนุภาคโลหะ และอำนวยความสะดวกในการถ่ายเทมวล เฉพาะบริเวณจุลภาคที่เฉพาะเจาะจงบนพื้นผิวหรือภายในช่องรูพรุนเท่านั้นที่สามารถกระตุ้นการทำงานของสารตั้งต้นและสร้างพันธะเคมีขึ้นใหม่ได้ และบริเวณวิกฤตเหล่านี้ถูกกำหนดให้เป็นบริเวณที่ทำงาน
ไซต์ที่ทำงานอยู่เป็นโซนการทำงานเพียงโซนเดียวที่ขับเคลื่อนปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา โครงสร้างพื้นผิวที่เป็นเอกลักษณ์และสถานะอิเล็กทรอนิกส์จะลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาเคมี ซึ่งช่วยให้-ปฏิกิริยาที่กระตุ้น-ยากดำเนินการได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่ไม่รุนแรง วงจรตัวเร่งปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นซ้ำอย่างต่อเนื่อง ขั้นแรก บริเวณที่ทำงานจะดูดซับโมเลกุลของสารตั้งต้น และทำให้พันธะเคมีภายในอ่อนตัวลง จากนั้นพวกเขาก็ทำลายพันธะเก่าและสร้างพันธะใหม่เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เป้าหมาย ในที่สุด ผลิตภัณฑ์จะดูดซับออกจากไซต์งาน และฟื้นฟูโครงสร้างเดิมของไซต์ที่ทำงานอยู่สำหรับรอบปฏิกิริยาที่ตามมา
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันมีไซต์ที่ทำงานต่างกัน สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ บริเวณที่มีฤทธิ์ส่วนใหญ่เป็นอะตอมที่ขอบและมุมบนอนุภาคโลหะ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันและปฏิกิริยาการปฏิรูป ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดแข็ง เช่น ตะแกรงโมเลกุลต้องอาศัยบริเวณที่เป็นกรดเพื่อแยกน้ำมันหนักและไอโซเมอร์ไรซ์ไฮโดรคาร์บอน ตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์และซัลไฟด์มุ่งเน้นไปที่ตำแหน่งที่บกพร่องและจุดเชื่อมต่อ ซึ่งมักใช้สำหรับการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์และการแยกไนตริฟิเคชันของก๊าซไอเสียเพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อม
ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับสถานะของไซต์ที่ทำงานอยู่ ปริมาณของไซต์ที่ทำงานอยู่จะควบคุมประสิทธิภาพในการแปลงปฏิกิริยา ในขณะที่ความแข็งแกร่งของไซต์จะควบคุมการเลือกสรรเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เป้าหมายที่กำหนด ในระหว่างการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม ความครอบคลุมของการสะสมคาร์บอน พิษจากสิ่งเจือปน การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง- และความเสียหายทางโครงสร้างจะทำให้ไซต์ที่ทำงานอยู่ไม่ทำงาน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วนำไปสู่การลดลงและความล้มเหลวของตัวเร่งปฏิกิริยา
วัตถุประสงค์หลักของการวิจัยและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาในปัจจุบันคือการปรับปริมาณ โครงสร้าง และสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคของพื้นที่ที่มีฤทธิ์โดยวิธีการเตรียมทางวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้จะผลิตวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีกิจกรรมสูงกว่า มีความสามารถในการเลือกสรรที่เหนือกว่า และอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ทำให้เกิดปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง- เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม - และ- คุ้มต้นทุน