單原子催化劑(SAC)可以提高析氫反應(HER)和氧還原反應(ORR)的內在催化活性。然而，由于合成過程復雜且穩定性不足，挑戰仍然存在。

因此，香港科技大學羅正湯、加州大學爾灣分校潘曉晴、斯坦福大學Khalil Amine和天津大學楊靜等開發了一種可持續的方法被應用于通過激光照射合成SAC并獲得介孔氧化石墨烯(MGO)。氮摻雜MGO(NMGO)的表面懸空鍵從Co或Fe金屬泡沫中提取金屬原子種類，并通過適當的合成方法將它們轉化為SAC。

Co-NMGO電催化劑僅需146 mV的低電位可達10 mA cm^-2的電流密度，而Fe-NMGO電催化劑在酸性溶液中具有起始電壓為0.79 V的ORR性能。通過像差校正的掃描透射電子顯微鏡、X射線吸收近邊結構和擴展X射線吸收精細結構確認單個金屬原子的存在。

該方法成功應用于合成氧化石墨烯多孔結構，且對于各種層狀結構材料(金屬氧化物等)都是可行的。而懸鍵的概念為開發各種重要反應、二氧化碳還原反應(CO₂RR)和氮還原反應提供了一條簡單的可持續途徑。

此外，該研究應用的GCP模型為目前的電化學研究提供了新的見解，以深入了解反應機理。

Laser-Irradiated Holey Graphene-Supported Single-Atom Catalyst towards Hydrogen Evolution and Oxygen Reduction, Advanced Energy Materials, 2021. DOI:10.1002/aenm.202101619