四单位联合AEM：激光辐照多孔石墨烯负载的单原子催化剂用于析氢和氧还原

单原子催化剂(SAC)可以提高析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR)的内在催化活性。然而，由于合成过程复杂且稳定性不足，挑战仍然存在。

因此，香港科技大学罗正汤、加州大学尔湾分校潘晓晴、斯坦福大学Khalil Amine和天津大学杨静等开发了一种可持续的方法被应用于通过激光照射合成SAC并获得介孔氧化石墨烯(MGO)。氮掺杂MGO(NMGO)的表面悬空键从Co或Fe金属泡沫中提取金属原子种类，并通过适当的合成方法将它们转化为SAC。

Co-NMGO电催化剂仅需146 mV的低电位可达10 mA cm^-2的电流密度，而Fe-NMGO电催化剂在酸性溶液中具有起始电压为0.79 V的ORR性能。通过像差校正的扫描透射电子显微镜、X射线吸收近边结构和扩展X射线吸收精细结构确认单个金属原子的存在。

该方法成功应用于合成氧化石墨烯多孔结构，且对于各种层状结构材料(金属氧化物等)都是可行的。而悬键的概念为开发各种重要反应、二氧化碳还原反应(CO₂RR)和氮还原反应提供了一条简单的可持续途径。

此外，该研究应用的GCP模型为目前的电化学研究提供了新的见解，以深入了解反应机理。

Laser-Irradiated Holey Graphene-Supported Single-Atom Catalyst towards Hydrogen Evolution and Oxygen Reduction, Advanced Energy Materials, 2021. DOI:10.1002/aenm.202101619