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單原子催化劑的出現(xiàn)為綠色制備H₂O₂提供令人激動的前景，但是單原子催化劑如何優(yōu)化局部結構，并且人們對于單原子催化劑的結構-性能關系仍不清楚。

有鑒于此，中國科學院城市環(huán)境研究所趙峰研究員、清華大學王定勝教授等報道發(fā)現(xiàn)微生物蛋白種的痕量Fe（濃度為278 mg/kg）能夠作為反應物熱解合成結構為FeN_5-xO_x（1≤x≤4）單原子Fe催化劑。

本文要點：

（1）

得到的單原子結構具有與非血紅素Fe酶的結構類似，而且能夠限域在微生物衍生的導電碳載體上，能夠實現(xiàn)大電流密度電解反應。對7種代表性的微生物衍生化催化劑進行分析，結果表明其中含有0.05 wt % Fe單原子位點，導致H₂O₂選擇性提高26 %。

（2）

優(yōu)化的催化劑具有FeN₃O₂位點能夠在流動相電解槽中實現(xiàn)93.7 %的H₂O₂選擇性，在200 mA cm^-2電流密度的產(chǎn)率達到29.6 mol g^-1 h^-1。這項研究工作對痕量金屬單原子位點的結構調控，為單原子催化劑的設計提供幫助和經(jīng)驗，有助于實現(xiàn)成本效益的H₂O₂生產(chǎn)。

參考文獻

Xiao, X., Zhuang, Z., Yin, S. et al. Topological transformation of microbial proteins into iron single-atom sites for selective hydrogen peroxide electrosynthesis. Nat Commun 15, 10758 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-55041-z

https://www.nature.com/articles/s41467-024-55041-z