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雙原子位催化劑（DASCs）繼承了單原子催化劑的獨特優點，同時利用了兩種相鄰的金屬原子，實現了功能互補和協同作用。

新加坡南洋理工大學劉彬、陳鵬、蘇州科技大學Hong Bin Yang開發了一種雙功能DASC，由固定在N摻雜石墨烯(NG)上的高密度Ni和 Fe原子組成，用于CO₂還原反應（CO₂RR）和析氧反應（OER）。

圖1. NiFe-DASC的合成和表征

該DASC對CO₂RR和OER都具有優異的電催化活性和穩定性。此外，采用這種雙功能催化劑的Zn- CO₂二次電池具有較高的法拉第效率和優異的充電性能。

深入的實驗和理論分析表明，NiFe雜原子對的Fe作為催化中心，其與Ni的軌道耦合導致更高的氧化態和與中間體的結合強度減弱，從而提高CO₂RR和OER性能。這項工作為異質DASC的合理設計、工作機制和應用提供了重要見解。

圖2. 催化劑的 XPS 和 XAS 表征

圖3. CO₂還原和析氧的雙功能電催化

Orbital coupling of hetero-diatomic nickel-iron site for bifunctional electrocatalysis of CO2 reduction and oxygen evolution. Nature Communications 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24052-5

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Nature子刊：雙原子鎳-鐵位點的軌道耦合助力雙功能電催化CO2RR和OER

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