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北化工邵明飛/謝文富Small Methods: 用火燒一燒，構建SAC快又好！O-配位SAC用于OER與HER

電催化水分解能夠緩解當今社會的能源危機，但是其涉及到的析氫反應(HER)和析氧反應(OER)具有多電子過程，并且緩慢的動力學也限制了該方法的實際應用。單原子催化劑(SAC)由于其最大化的原子利用率和獨特的電子結構在電催化中表現出有趣的性能，但在分級集成電極上有效錨定具有明確配位結構的金屬原子仍然是一個挑戰。

基于此，北京化工大學邵明飛和謝文富等開發了一種快速的表面火焰輔助策略，以在集成碳納米管(CNT)陣列上構建氧配位的SAC，在電催化中具有廣闊的應用前景。密度泛函理論計算表明，碳基質中的氧為金屬原子的有效錨定提供了均勻的位點，從而使SAC能夠均勻而牢固地分散，從而帶來優化的活性。

此外，研究人員構建了具有豐富含氧基團的集成CNT陣列，并已用作通過火焰輔助方法錨定金屬原子(CNT-O@M)的有效基質。

所制備的CNT-O@M(M=Co和Pt為典型例子)在電催化氧還原反應和析氫反應中表現出優異的活性，活性位點利用率高達75.7%，優于報道的SAC。特別是CNT-O@M可以在各種惡劣條件下保持穩定，在長期應用中顯示出廣闊的前景。

Flame-Assisted Synthesis of O-Coordinated Single-Atom Catalysts for Efficient Electrocatalytic Oxygen Reduction and Hydrogen Evolution Reaction, Small Methods, 2021. DOI:10.1002/smtd.202101324

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