Nature子刊：双原子镍-铁位点的轨道耦合助力双功能电催化CO2RR和OER

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Nature子刊：双原子镍-铁位点的轨道耦合助力双功能电催化CO2RR和OER
双原子位催化剂（DASCs）继承了单原子催化剂的独特优点，同时利用了两种相邻的金属原子，实现了功能互补和协同作用。
新加坡南洋理工大学刘彬、陈鹏、苏州科技大学Hong Bin Yang开发了一种双功能DASC，由固定在N掺杂石墨烯(NG)上的高密度Ni和 Fe原子组成，用于CO2还原反应（CO2RR）和析氧反应（OER）。
Nature子刊：双原子镍-铁位点的轨道耦合助力双功能电催化CO2RR和OER
图1. NiFe-DASC的合成和表征
该DASC对CO2RR和OER都具有优异的电催化活性和稳定性。此外，采用这种双功能催化剂的Zn- CO2二次电池具有较高的法拉第效率和优异的充电性能。
深入的实验和理论分析表明，NiFe杂原子对的Fe作为催化中心，其与Ni的轨道耦合导致更高的氧化态和与中间体的结合强度减弱，从而提高CO2RR和OER性能。这项工作为异质DASC的合理设计、工作机制和应用提供了重要见解。
Nature子刊：双原子镍-铁位点的轨道耦合助力双功能电催化CO2RR和OER
图2. 催化剂的 XPS 和 XAS 表征
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图3. CO2还原和析氧的双功能电催化
Orbital coupling of hetero-diatomic nickel-iron site for bifunctional electrocatalysis of CO2 reduction and oxygen evolution. Nature Communications 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24052-5

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