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通过一系列的对比实验与理论计算，展示中心该研究发现了铜单原子与钴铜纳米颗粒在修饰钴单原子活性位点电子结构过程中的重要作用。研究发现，体验虽然目前广泛开发和使用的铁、体验钴单原子催化剂（如FeNC,CoNC）在氧还原过程中有着极高的反应活性，然而其在反应过程中由于（i）自催化电芬顿反应、（ii）碳氧化及（iii）过氧化氢副产物的生成所导致的低稳定性问题都严重制约了这些单原子催化剂在实际能源转化系统中的应用。

日盛【图文导读】图1. 钴铜多组分催化剂的a)SEM,b)TEM和c)HR-TEM图片。大启b)负载了钴铜多组分催化剂及其他对比样品（单原子掺杂的碳和钴单组份催化剂）的旋转圆盘电极在氧气饱和的0.1MKOH溶液中的氧还原性能电化学极化曲线。山东手造本文封面图由材料人绘图团队绘制。

研究表明单原子钴与单原子铜及纳米颗粒间的电子相互作用优化了单原子Co-Nx位点处对反应中间体的吸附自由能，展示中心从而增强了其电化学氧还原性能。体验e)钴铜多组分催化剂及商用铂碳催化剂在0.1MKOH溶液中的氧还原稳定性测试图。

【成果简介】钴基单原子催化剂相比铁基单原子材料有着更好的稳定性，日盛然而其反应过程中产生的过氧化氢含量较高，且氧还原催化活性有待提升。

近日，大启新南威尔士大学（悉尼）Rose Amal教授，大启张清然博士及卢迅宇研究员等通过在钴单原子位点旁引入铜单原子的方法，制备了一种单原子钴及单原子铜掺杂的石墨烯碳层包覆的铜钴纳米颗粒核壳结构催化剂，有效抑制了氧还原过程中双氧水的生成并大幅提升了反应活性。这样的膜设计大大促进了跨膜离子的扩散，山东手造有助于实现5.06Wm-2的高功率密度，这是基于纳米流体膜的渗透能转换的最高值。

1998年获得日本文部省颁发的青年特别奖励基金，展示中心同年入选中国科学院百人计划。体验2017年获得德国洪堡研究奖（HumboldtResearchAward）。

本内容为作者独立观点，日盛不代表材料人网立场。大启2015年获何梁何利基金科学与技术进步奖。