在酸性介質(zhì)中電催化HER受到越來越多人的關(guān)注，而具有高活性位點的單原子催化劑(SAC)是實現(xiàn)高效HER的有前景的候選者。目前為止，對單原子活性位點之間的相互作用及其對催化性能的影響的研究仍然很少。

基于此，蔚山國立科學技術(shù)研究所(UNIST)Jong-BeomBaek、Hu YoungJeong和中國科學技術(shù)大學傅正平等通過實驗證明了SAC的單原子活性位點之間的相互作用在促進酸性HER方面起著關(guān)鍵作用。

研究人員通過將不同濃度的Pt原子原子分散在石墨碳載體上，構(gòu)建活性位點之間具有不同程度相互作用的Pt SAC。重要的是，Pt SACs的HER催化活性隨著Pt活性位點的致密化呈指數(shù)增加。

在0.5 M H₂SO₄溶液中，優(yōu)化后的Pt SAC在10 mA cm^-2電流密度下的HER過電位低至13.5 mV，Tafel斜率為26 mV dec^-1，以及交換電流密度為2.34 mA cm^-2，優(yōu)于商業(yè)Pt/C和其他報道的出色催化劑。

密度泛函理論(DFT)計算表明，由于強活性位點相互作用，活性位點之間空間距離的大幅減少，誘導(dǎo)產(chǎn)生的空d軌道導(dǎo)致Pt SACs更有利的氫吸附/解吸行為，進而改善了酸性HER的內(nèi)在活性。這項工作為活性位點相互作用對高內(nèi)在活性的貢獻提供了基本見解，并為合理設(shè)計和制備用于催化應(yīng)用的高效SAC提供了新策略。

Unveiling the critical role of active site interaction in single atom catalyst towards hydrogen evolution catalysis. Nano Energy, 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106819