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Adv. Energy Mater.：跳出過渡金屬局限，利用主族元素激活雙原子催化劑

近年來，對原子催化劑的研究顯著加快。雖然已開發了不同的原子催化劑，但是很少考慮引入主族元素。近日，香港理工大學黃勃龍教授（通訊作者）等人報道了引入堿性/堿土金屬（AAEM）、后過渡金屬（Post-TM）和準金屬以形成穩定的基于石墨炔的雙原子催化劑（GDY-DAC）的可能性。

圖1. 基于GDY-DAC的主族元素示意圖

主族元素不僅可作為一種有希望的分離劑來改善雙原子催化劑（DAC）的負載，而且還可以激活烷基鏈以促進GDY-DAC的電活性。最重要的是，GDY-DAC中的主族元素不會影響過渡金屬或鑭系金屬的電活性，甚至可以對電子結構進行細微的調制。

Adv. Energy Mater.：跳出過渡金屬局限，利用主族元素激活雙原子催化劑

圖2. 基于主族元素的GDY-DAC的形成能

p-帶中心是調節氧化物電活性的重要描述符，而它們在原子催化劑中的應用尚不清楚。隨著機器學習的進一步評估，發現s-軌道和p-軌道的參與擾亂了形成能和p-帶中心的預測精度，特別是對于AAEM。該工作提供的見解有助于設計基于主族元素的原子催化劑，也為設計先進的電催化劑開辟了一條新途徑。

圖3. GDY-DAC的能量比較

Stepping Out of Transition Metals: Activating the Dual Atomic Catalyst through Main Group Elements. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101404.

https://doi.org/10.1002/aenm.202101404.

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