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設計穩定的低能壘單原子電催化劑（SACs）是酸性析氧反應（OER）的迫切需要，特別是原子催化劑高度依賴于動力學緩慢的酸堿機理，限制了中間體的反應路徑。

基于此，南京航空航天大學彭生杰教授等人報道了操縱Ru單原子在Co₃O₄表面的空間定位，通過精確控制錨位點來改善酸性氧的析出。測試結果表明，在1.50 V下，原子對空間位置的精細控制使得質量活性增加了100倍，由36.96 A g_Ru(ads)^-1增加到4012.11 A g_Ru(ads)^-1。

通過DFT計算，作者研究了空間效應引起的機理轉變，并選擇了能量有利的表面來模擬OER過程。Ru原子被固定在六配位Co八面體的中心，取代了Co，并被表示為晶格限制的Ru單原子。

同時，模擬表面吸附的Ru原子與相鄰Co-O多面體的3個O鍵結合。對比錨定的Ru-O配位，吸附的Ru單原子具有更低的價態，配位的O明顯減少。在這兩種單原子結構中，Ru在費米能級附近引入了新的局域化的Ru 4d-O 2p雜化電子態，使得整體有更多的電荷直接參與表面反應，并有助于反應活性。

Ru(anc)-Co₃O₄的Co-O雜化距離費米能級相對較遠，晶格氧很難通過電化學氧化釋放出來，O-O耦合機制在熱力學上是不利的。Ru(ads)-Co₃O₄的Ru-O-Co鍵具有整體的高共價，直接O-O耦合在熱力學上是可能的。

結果表明，在脫質子過程中，晶格定義的Ru原子構象與鄰近Co位點具有優化的幾何形狀。更重要的是，PDAM不僅打破了反應中間體吸附能和活性相互依賴的限制，而且在OER過程中保持了結構的穩定性，同時提高了穩定性和本征活性。

Switching the Oxygen Evolution Mechanism on Atomically Dispersed Ru for Enhanced Acidic Reaction Kinetics. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c07777.

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