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通過有效的方法來生產綠色氫能是實現碳中和的關鍵。具有單金屬原子分散的異質結構材料是制氫的理想材料。然而，大規模制備穩定性高、成本低、使用方便的單原子錨定異質結構催化劑仍然是一個巨大的挑戰。

基于此，香港城市大學呂堅、李揚揚和哈爾濱工業大學(深圳)孫李剛等通過對自組裝-無機配位FePMoG納米片的低溫磷化，設計了一種由多孔Fe/SAs@Mo HNSs組成的高效HER電催化劑。

在磷化過程中，通過調節反應溫度和時間，能夠改變由FePMoG納米片衍生的異質結構納米片的孔隙率和異質界面。歸功于Fe/SAs@Mo HNS優化的電子結構、富集的界面和邊界相、大的活性表面積和孔隙率以及它們單個分散原子和異質結構的協同效應，所制備的Fe/SAs@Mo HNS在10 mA cm^-2電流密度下具有38.5 mV的低過電位，Tafel斜率為35.6 mV dec^-1，并且在200 mA cm^-2下連續運行600小時以上的電位增加可以忽略不計。

根據密度泛函理論(DFT)計算和實驗結果，Fe/SAs@Mo HNSs具有優異性能的主要原因有以下幾個方面：

1.Fe/SAs@Mo HNSs異質結界面導致優化的電子結構和H*吸附能，提高了它們的固有電催化活性；

2.單原子分散的Fe位點有利于H₂O的高效吸附和解離，促進了質子轉移，加速了HER性能；

3.Fe/SAs@Mo HNSs獨特的二維多孔結構和層次結構導致其結構內的有效傳質和活性中心暴露，從而提高了其電催化活性。

Two-dimensional Mineral Hydrogel-derived Single Atoms-anchored Heterostructures for Ultrastable Hydrogen Evolution. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-33725-8

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呂堅/李揚揚/孫李剛Nature子刊：單原子錨定異質結構催化劑，實現超穩態析氫

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