2021年11月22日亚历克斯·史密斯（Alex Smith）审查
化石燃料的限制储层和气候变化的加速风险促使科学家开发替代技术以综合环保燃料。
（a）镍单原子的表示模型，（b）钴单原子，（c）镍色obalt单原子二聚体（nico-sad-nc）和（d）镍 - 果实异质纳米粒子催化剂。图片来源：基础科学研究所。欧洲杯线上买球
通过用可再生电的水电解产生的绿色氢被认为是下一代可再生能源。但是，实际上，由于电解价格昂贵，因此通过化石燃料的精炼产生了绝大多数氢燃料。
目前，水电解的效率非常小，由于缺乏有效的氢进化反应电催化剂，因此主要需要高细胞电压。铂金（PT）等高贵金属被用作催化剂，以增强酸性或碱性培养基中的氢产生。但是，这种高贵的金属催化剂非常昂贵，在长期操作下稳定性较差。
最近，单原子催化剂比其基于纳米材料的对应物表现出了出色的活性。原因是它们能够达到100％的原子利用率，而在纳米颗粒中，只有表面原子可供反应。欧洲杯猜球平台但是，由于单金属原子中心的简单性，对催化剂进行了额外的更改以执行复杂的多步反应。
改变单个原子的最简单方法是将它们转换为单原子二聚体，共同结合两个不同的单个原子。通过二聚体调整单原子催化剂的活性位点具有增强反应动力学的能力，这是由于两个不同原子之间发生的协同作用的结果。
但是，尽管单原子二聚体结构的合成和识别在概念上是众所周知的，但其实际实现非常复杂。
该问题是由综合纳米结构中心副主任Hyoyoung Lee领导的研究小组的解决小组。基础科学研究所欧洲杯线上买球（IBS）位于Sungkyunkwan大学。IBS研究小组成功地开发了在掺杂氮的碳载体上稳定的原子分散的Ni-CO二聚体结构。这给了Nico-Sad-NC这个名字。
我们通过将ni/co离子的原位捕获到多巴胺球的原位捕获氮（N）载碳载体上合成了Ni-CO单原子二聚体结构，然后通过精确控制的N配位进行热解。我们采用了最新的传输电子显微镜和X射线吸收光谱，以成功识别具有原子精度的这些NICO-SAD位点。
基础科学研究所的第一作者Ashwani Kumar欧洲杯线上买球
科学家发现，在氩气气氛中800°C大约2小时的回火是实现二聚体结构的最佳条件。其他单个原子二聚体（例如COFE和COMN）也可以在相同方法的帮助下合成。这证明了他们的计划的普遍性。
研究小组评估了该新系统的催化效率，这些效率涉及推动氢进化反应所需的过电势。NICO-SAD-NC电催化剂具有与碱性和酸性培养基中基于PT的催化剂相当的过压水平。
此外，与碱性介质中存在的Ni/CO单原子催化剂和异质性NICO纳米颗粒相比，NICO-SAD-NC的活性高八倍。欧洲杯猜球平台同时，与酸性介质中常规的Ni/Co纳米颗粒相比，它的活性分别比CO和Ni单原子催化剂高17倍和11倍。欧洲杯猜球平台
此外，科学家说明了新催化剂的长期稳定性，该催化剂能够迫使反应50小时而没有任何结构改变。与其他单原子二聚体和Ni/Co单原子位点相比，NICO-SAD显示出极好的水解离和最佳质子吸附。这取决于密度函数理论模拟，这增强了pH-通催化剂的活性。
期刊参考：
Kumar，A.，等。（2021）超越双金属合金向单原子二聚体原子接口进行全pH氢进化。自然通讯。doi.org/10.1038/S41467-021-27145-3。
资源：https://www.ibs.re.kr/eng.do