在各种双功能水分解催化剂中，过渡金属单原子催化剂在理论上预测具有较高的应用前景，但是目前实验上相关性能还差强人意。德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram等报道了一种三功能化的M-N-C催化剂电极，由多级结构的碳网络骨架，并在碳结构中嵌有单分散Ni的NiFe簇合物。这种材料的合成过程通过两步溶液相/固相合成过程形成一维立体结构，并且在HER催化反应中在10 mA cm^-2电流密度中展现13 mV过电势，在OER催化反应中在30 mA cm^-2电流密度中展现210 mV过电势。此外，对于500 mA cm^-2电流密度，HER和OER反应需要的过电势分别为126 mV和326 mV。本材料首次在1.71 V中实现了500 mA cm^-2电流密度的分解水的工业要求。

本文要点：

（1）

通过水热合成方法将NiFe-咪唑盐复合物负载到泡沫镍上，通过三聚氰胺作为碳源，在700 ℃中在泡沫镍上生长碳管。

合成的NiFe@CNT多级结构催化剂在30 h的持续工作中保持了稳定工作，作者认为这种稳定的催化活性是由于一些Ni原子催化位点和附近的金属具/纳米粒子配合实现的。此外，催化位点分布在碳结构网络中，内部是相互连接的，并产生了协同催化作用。

参考文献

Sung Hoon Ahn, Arumugam Manthiram*

Single Ni Atoms and Clusters Embedded in N‐Doped Carbon “Tubes on Fibers” Matrix with Bifunctional Activity for Water Splitting at High Current Densities, Small 2020

DOI：10.1002/smll.202002511

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202002511