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Adv. Energy Mater.：跳出過渡金屬局限，利用主族元素激活雙原子催化劑

近年來，對原子催化劑的研究顯著加快。雖然已開發(fā)了不同的原子催化劑，但是很少考慮引入主族元素。近日，香港理工大學(xué)黃勃龍教授（通訊作者）等人報(bào)道了引入堿性/堿土金屬（AAEM）、后過渡金屬（Post-TM）和準(zhǔn)金屬以形成穩(wěn)定的基于石墨炔的雙原子催化劑（GDY-DAC）的可能性。

圖1. 基于GDY-DAC的主族元素示意圖

主族元素不僅可作為一種有希望的分離劑來改善雙原子催化劑（DAC）的負(fù)載，而且還可以激活烷基鏈以促進(jìn)GDY-DAC的電活性。最重要的是，GDY-DAC中的主族元素不會(huì)影響過渡金屬或鑭系金屬的電活性，甚至可以對電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)微的調(diào)制。

Adv. Energy Mater.：跳出過渡金屬局限，利用主族元素激活雙原子催化劑

圖2. 基于主族元素的GDY-DAC的形成能

p-帶中心是調(diào)節(jié)氧化物電活性的重要描述符，而它們在原子催化劑中的應(yīng)用尚不清楚。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)一步評(píng)估，發(fā)現(xiàn)s-軌道和p-軌道的參與擾亂了形成能和p-帶中心的預(yù)測精度，特別是對于AAEM。該工作提供的見解有助于設(shè)計(jì)基于主族元素的原子催化劑，也為設(shè)計(jì)先進(jìn)的電催化劑開辟了一條新途徑。

圖3. GDY-DAC的能量比較

Stepping Out of Transition Metals: Activating the Dual Atomic Catalyst through Main Group Elements. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101404.

https://doi.org/10.1002/aenm.202101404.

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