单原子催化剂（SACs）的配位环境对相关电化学器件的能量转换效率起着至关重要的作用。

近日，深圳大学苏陈良教授，新加坡国立大学吕炯教授，John Wang报道了调节了一系列钴基SACs（CO_1-SACs）的配位环境，以期将这些催化剂的化学结构与其电催化性能联系起来。

文章要点

1）优化后的含有Co-S₂N₂位点的Co₁-SACs在碱性介质中的氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）中都具有电催化活性。含Co-S₂N₂位的Co₁-SACs表现出较高的ORR活性，起始电位为0.99 V，具有良好的稳定性，在高功率密度（260 mW cm⁻²）、高开路电压（1.50 V）、高耐大电流密度和长时间工作的Zn-O₂电池中有很好的应用前景。

2）研究发现，Co-S₂N₂位点优异的ORR性能归因于Co原子与相邻的S、N原子共配位的最佳电子密度。此外，Co₁-SACs能有效地催化HER，表现出低过电位（电流密度为20 mA cm⁻²时，为121 mV）、低塔菲尔斜率（47 mV dec⁻¹）和长期稳定性。

这项工作提供了一种简便的杂原子掺杂策略，以在SACs中设计所需的配位环境，从而实现高效的电催化。

参考文献

Tao Sun, et al, Engineering the Coordination Environment of Single Cobalt Atoms for Efficient Oxygen Reduction and Hydrogen Evolution Reactions, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c05577

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c05577