刘承斌/唐艳红/危增曦AFM：CuCo双原子催化剂对ORR、OER和HER的配位壳依赖活性

合理设计双原子催化剂（DACs）所面临的挑战为构建配位活性相关性提供了强大的动力。基于此，湖南大学刘承斌教授，唐艳红教授，广西大学危增曦助理教授（共同通讯作者）等人报道了双原子铜（Cu）、钴（Co）中心配位壳（CSs）的变化对DACs在氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）和析氢反应（HER）中的电催化活性的影响，建立了DACs的配位-活性关联。

首先，本文采用受控的“前驱体-预选”方法制备了具有不同CS修饰的Cu, Co DACs。三种具有独特配位环境的DACs被表征为次级S原子，它们分别与较低的CSs中的Cu, Co-N₆直接键合，与邻近的CSs中间接键合，以及在较高的CSs中掺杂。

然后，从实验和理论上形成类似于行星-卫星系统的配位关联，其中卫星配位原子（杂原子N, S）围绕着不同轨道CSs中的Cu-Co双原子实体。通过评价电催化活性指标，确定了ORR、OER和HER中Cu和Co中心的电子结构和电催化性能的差异。

相邻CSs中Cu-S/Co-S的直接成键赋予金属原子相对较低的价态（Cu +1.6），这有利于其在ORR中与ΔG_O*的正确成键。远距离CSs中Cu-NS/Co-N-S的间接成键导致金属原子处于中等价态（Cu +1.8），通过与ΔG_OOH*实现最佳成键能促进了OER。当S原子被引入到距离较远的CSs中时，金属原子获得更高的价态（Cu +2.0），这有利于它们与HER中的ΔG_H*反应。

此外，在不同的反应中，在双原子位点之间确定了特定的活性位点，同时还验证了该合成方法的可扩展性和通用性，拓宽了其实际应用范围。

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.