Adv. Energy Mater.：跳出过渡金属局限，利用主族元素激活双原子催化剂

近年来，对原子催化剂的研究显着加快。虽然已开发了不同的原子催化剂，但是很少考虑引入主族元素。近日，香港理工大学黄勃龙教授（通讯作者）等人报道了引入碱性/碱土金属（AAEM）、后过渡金属（Post-TM）和准金属以形成稳定的基于石墨炔的双原子催化剂（GDY-DAC）的可能性。

图1 基于GDY-DAC的主族元素示意图

主族元素不仅可作为一种有希望的分离剂来改善双原子催化剂（DAC）的负载，而且还可以激活烷基链以促进GDY-DAC的电活性。最重要的是，GDY-DAC中的主族元素不会影响过渡金属或镧系金属的电活性，甚至可以对电子结构进行细微的调制。

Adv. Energy Mater.：跳出过渡金属局限，利用主族元素激活双原子催化剂

图2 基于主族元素的GDY-DAC的形成能

p-带中心是调节氧化物电活性的重要描述符，而它们在原子催化剂中的应用尚不清楚。随着机器学习的进一步评估，发现s-轨道和p-轨道的参与扰乱了形成能和p-带中心的预测精度，特别是对于AAEM。该工作提供的见解有助于设计基于主族元素的原子催化剂，也为设计先进的电催化剂开辟了一条新途径。

图3 GDY-DAC的能量比较

Stepping Out of Transition Metals: Activating the Dual Atomic Catalyst through Main Group Elements. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101404.

https://doi.org/10.1002/aenm.202101404.

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