合理設計雙原子催化劑（DACs）所面臨的挑戰為構建配位活性相關性提供了強大的動力。基于此，湖南大學劉承斌教授，唐艷紅教授，廣西大學危增曦助理教授（共同通訊作者）等人報道了雙原子銅（Cu）、鈷（Co）中心配位殼（CSs）的變化對DACs在氧還原反應（ORR）、析氧反應（OER）和析氫反應（HER）中的電催化活性的影響，建立了DACs的配位-活性關聯。

首先，本文采用受控的“前驅體-預選”方法制備了具有不同CS修飾的Cu, Co DACs。三種具有獨特配位環境的DACs被表征為次級S原子，它們分別與較低的CSs中的Cu, Co-N₆直接鍵合，與鄰近的CSs中間接鍵合，以及在較高的CSs中摻雜。

然后，從實驗和理論上形成類似于行星-衛星系統的配位關聯，其中衛星配位原子（雜原子N, S）圍繞著不同軌道CSs中的Cu-Co雙原子實體。通過評價電催化活性指標，確定了ORR、OER和HER中Cu和Co中心的電子結構和電催化性能的差異。

相鄰CSs中Cu-S/Co-S的直接成鍵賦予金屬原子相對較低的價態（Cu +1.6），這有利于其在ORR中與ΔG_O*的正確成鍵。遠距離CSs中Cu-NS/Co-N-S的間接成鍵導致金屬原子處于中等價態（Cu +1.8），通過與ΔG_OOH*實現最佳成鍵能促進了OER。當S原子被引入到距離較遠的CSs中時，金屬原子獲得更高的價態（Cu +2.0），這有利于它們與HER中的ΔG_H*反應。

此外，在不同的反應中，在雙原子位點之間確定了特定的活性位點，同時還驗證了該合成方法的可擴展性和通用性，拓寬了其實際應用范圍。

Coordination Shell Dependent Activity of CuCo Diatomic Catalysts for Oxygen Reduction, Oxygen Evolution, and Hydrogen Evolution Reaction. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202311664.

https://doi.org/10.1002/adfm.202311664.