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由于堿性氫氧化反應（hydrogen oxidation reaction, HOR）的緩慢動力學，阻礙了陰離子交換膜燃料電池（Anion exchange membrane fuel cells, AEMFCs）的發展。基于此，美國加州大學爾灣分校忻獲麟教授和廣西大學劉熙俊教授（共同通訊作者）等人報道了單原子和雙原子位點的 HOR 催化活性作為*H和*OH結合能的函數，以篩選HOR的最佳活性位點。

在文中，作者結合理論和實驗工作制定了針對最佳HOR催化劑的設計策略，并通過原位技術加深了對HOR機理的理解。首先，作者通過密度泛函理論（DFT）計算預測，在篩選的單原子和雙原子位點系統中，Ru-Ni雙原子位點是HOR的最佳活性中心。結果表明，具有Ru-Ni雙原子位點的催化劑表現出優異的HOR活性。

其中，在堿性電解質中的過電位為50 mV時質量比動力學電流密度為132.6±3.3 mA mg_RuNi^-1，交換電流密度為2.69±0.06 mA cm^-2，優于單位點對應物和大多數堿性HOR催化劑。該催化劑還表現出優異的CO耐受性和HOR穩定性。

SECM研究表明，RuNi/NC優異的電化學活性源于Ru-Ni雙原子位點。DFT計算和原位X射線吸收光譜研究進一步揭示了Ru和Ni在HOR期間促進分子H₂解離和加強OH吸附方面的協同相互作用。

Design of Ru-Ni diatomic sites for efficient alkaline hydrogen oxidation. Sci. Adv., 2022, DOI: 10.1126/sciadv.abm3779.

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忻獲麟/劉熙俊Sci. Adv.：設計Ru-Ni雙原子位點助理高效堿性氫氧化

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