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電催化劑對于促進電催化反應至關重要，而其跨尺度調控仍是一個巨大挑戰。近日，鄭州輕工業學院鞏飛龍、魏世忠、中國科學院Liu Jian報道了具有可調原子尺度配位結構的紡錘形CuO負載鎢單原子催化劑（W SACs），用于增強電化學析氫過程。

本文要點：

1) 有限元分析表明，通過將主軸結構的尖端角度從74°調整到27°，可以增強電場，從而使氫氣生產率提高5倍。基于密度泛函理論計算，構型調節還促進了W-O配位數的增加，這增加了電荷轉移并降低了d帶中心，穩定了W位點并優化了氫解吸過程。

2) 優化的WSA/CuO-27具有比WSA/Cu-56和WSA/Cu0-74類似物更好的析氫活性（η₁₀₀=94 mV）和穩定性（200 mA cm^-2下為120小時）。此外，用WSA/CuO-27制造的陰離子交換膜電解槽具有與商業電催化劑相當的催化活性，并且在連續電催化120小時后，在300 mA cm^?2下具有0.085 mA cm^?2 h^?1的超低衰減。

參考文獻：

Chaoqun Chang et.al Cross-Scale Process Intensification of Spindle CuO Supported Tungsten Single-Atom Catalysts toward Enhanced Electrochemical Hydrogen Production Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202402825

https://doi.org/10.1002/aenm.202402825