有鉴于此，昆士兰科技大学Aijun Du从理论上报道了一种不对称的双金属二聚体催化中心，受天然酶(如固氮酶)的活性中心的启发，可以通过FeMo辅助因子有效地催化N₂还原为NH₃。

文章要点

1）密度泛函理论(DFT)计算表明，Fe、Co、Mo、W、Ru等两个非贵金属原子的无规结合形成具有催化活性的双金属中心，使第一步或最后一步氢化自由能垒步骤显著减少约2倍。得到的Mo-Ru、Mo-Co、Mo-W、Mo-Fe和Fe-Ru二聚体的超低起始电位分别只有0.17、0.27、0.28、0.36和0.39 V。同时，在NRR期间可以很好地抑制HER副反应。

2）双金属簇合物的优异催化性能主要归功于非对称金属原子对N₂分子末端侧边的电子给予，显著极化和削弱了N≡N键，以及双金属二聚体的协同作用，缓和了关键中间体的结合强度。

该研究工作是首次对双金属二聚体催化中心上的N₂电还原过程进行密度泛函研究，从而为高效异双金属NRR电催化剂的合理设计铺平了道路。

Tianwei He, et al, Atomically Embedded Asymmetrical Dual-metal Dimers on N-doped Graphene for Ultra-efficient Nitrogen Reduction Reaction, Journal of Catalysis (2020),

DOI: 10.1016/j.jcat.2020.05.009

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.05.009