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雙原子催化劑（DAC）由于其多種組合和協同效應，通常表現出優異的電催化活性。然而，忽視工作電位下活性位點的動態軸向吸附和作為速率決定步驟的反應物吸附會阻礙準確高通量篩選策略的建立。近日，北京化工大學曹達鵬、許昊翔研究了42種3d-3d金屬DAC的氧還原反應（ORR），并通過密度泛函理論（DFT）計算證明，除了質子-電子轉移步驟外，ORR動力學還可以受到O₂*吸附的限制，DAC的活性中心可以在工作電位下通過中間體的軸向預吸附來重建。

本文要點：

1) ORR火山圖是通過使用O₂*和OH*吸附作為活性描述符提出的。然后，作者構建了一種高通量篩選方法，從267個含有3d、4d或5d金屬的DAC中篩選出38個高效ORR DAC。

2) 此外，之前未開發的MnCoN₆ DAC也實現了實驗合成，并且表現出優于Pt/C的超高ORR活性，與理論預測完美匹配。總之，該工作不僅提出了一種基于火山圖的高通量篩選方法，還為理論預測的實驗驗證提供了概念證明，以啟發式設計其他反應的電催化劑。

參考文獻：

Danyang Li et.al A Revised High-Throughput Screening Model on Oxygen Reduction Reaction Over Dual Atom Catalysts Based on the Axial Pre-Adsorption and O₂ Adsorption Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202403524

https://doi.org/10.1002/aenm.202403524