用于绿色制氢的单原子二聚体电催化剂
据国外媒体报道：现在，因为缺少用于析氢反响的高效电催化剂，水电解的功率十分有限，而且一般需要高电压电池。贵金属如铂 （Pt） 等一般被用作催化剂，以改进酸性/碱性介质中的氢气生成。但是，这些贵金属催化剂价格昂贵，长时间催化析氢反响表现出安稳性差的特色。
最近研讨发现，与依据纳米资料的同类产品比较，单原子催化剂显示出优异的活性。这是因为它们可以完成高达100%的原子利用率，而在纳米颗粒中，只要外表原子可用于反响。但是，因为单金属原子中心的简略性，对催化剂进行进一步改造以进行杂乱的多过程反响是适当困难的。
镍单原子，b）钴单原子，c）镍钴单原子二聚体（NiCO-SAD-NC），d）镍钴异质纳米粒子催化剂的表明模型 ▲
改造单原子的最简略办法是把它们变成单原子二聚体，即把两个不同的单原子结合在一起。因为两个不同原子之间的协同效果，用二聚体调控单原子催化剂的活性部位可以改进反响动力学。但是，尽管单原子二聚体结构的组成和鉴定在概念上是已知的，但其实践制备却十分困难。
成均馆大学基础科学研讨所（IBS）归纳纳米结构物理中心副主任LEE Hyoyoung领导的研讨小组处理了这个问题。IBS研讨小组成功开发了一种原子涣散的Ni-Co二聚体结构，它安稳的附着在氮掺杂碳的支撑骨架上，被命名为NiCo-SAD-NC。经过原位诱捕Ni/Co离子进入聚多巴胺球体，然后在准确操控的氮（N）配位下进行热解，在N掺杂的碳支撑物上组成了Ni-Co单原子二聚体结构。该研讨采用了最先进的透射电子显微镜和X射线吸收光谱，成功地以原子级的精度确认了这些NiCo-SAD点。
研讨人员发现，在氩气环境下于800℃退火两小时是取得二聚体结构的最佳条件。其他单原子二聚体，如CoMn和CoFe也可以用相同的办法组成，这证明了他们战略的通用性。
研讨小组从驱动析氢反响所需的过电位方面评价了这个新系统的催化功率。在酸性和碱性介质中，NiCo-SAD-NC电催化剂的过电压水平与商业铂基催化剂适当。在碱性介质中，NiCo-SAD-NC还表现出比Ni/Co单原子催化剂和异质NiCo纳米颗粒高8倍的活性。一起，它在酸性介质中的活性别离比Co和Ni单原子催化剂高17倍和11倍，比传统的Ni/Co纳米颗粒高13倍。
此外，研讨人员证明了这种新催化剂的长时间安稳性，它可以驱动反响50小时而不发生任何结构改变。与其他单原子二聚体和Ni/Co单原子位点比较，NiCo-SAD表现出杰出的水解效果和最佳的质子吸附效果，依据密度泛函理论模仿，提升了pH通用催化剂的活性。
该研讨宣布在基础科学范畴的国际闻名期刊Nature Communications（IF 14.92）上。
