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對于酸性析氧反應而言，迫切需要設計具有較低能壘的穩定單原子電催化劑。特別是，原子催化劑高度依賴于動力學緩慢的酸堿機制，限制了中間體的反應路徑。

在此，南京航空航天大學彭生杰教授成功地操縱了Co₃O₄表面Ru單原子的空間定位，通過精確控制錨定位點來改善酸性析氧。

文章要點

1）精細的結構設計可以將反應機制從晶格氧機制（LOM）切換到優化的吸附質演化機制（AEM）。特別是，嵌入陽離子空位的Ru原子揭示了激活質子供體-受體功能（PDAM）的優化機制，展示了一種新的單原子催化途徑來規避經典的縮放關系。

2）錨定Ru?O?Co界面上與中間體的空間相互作用在優化中間體構象和降低能壘方面發揮了主要作用。作為比較，限制在表面位點的Ru原子表現出析氧過程的晶格氧機制。因此，原子對空間位置的微妙控制使得質量活動在1.50V下從36.96 A g_Ru(ads)^?1增加到4012.11 A g_Ru(anc)^?1，增加了100倍。

這些發現為精確控制單原子催化行為提供了新的見解。

參考文獻

Yixin Hao, et al, Switching the Oxygen Evolution Mechanism on Atomically Dispersed Ru for Enhanced Acidic Reaction Kinetics, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c07777

https://doi.org/10.1021/jacs.3c07777