Synergy of dual-atom catalysts deviated from the scaling relationship for oxygen evolution reaction

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作者
Cong Fang,Jian Zhou,Lili Zhang,Wenchao Wan,Yuxiao Ding,Xiaoyan Sun
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 4449-4449 被引量:158
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40177-1
摘要

Dual-atom catalysts, particularly those with heteronuclear active sites, have the potential to outperform the well-established single-atom catalysts for oxygen evolution reaction, but the underlying mechanistic understanding is still lacking. Herein, a large-scale density functional theory is employed to explore the feasibility of *O-*O coupling mechanism, which can circumvent the scaling relationship with improving the catalytic performance of N-doped graphene supported Fe-, Co-, Ni-, and Cu-containing heteronuclear dual-atom catalysts, namely, M'M@NC. Based on the constructed activity maps, a rationally designed descriptor can be obtained to predict homonuclear catalysts. Seven heteronuclear and four homonuclear dual-atom catalysts possess high activities that outperform the minimum theoretical overpotential. The chemical and structural origin in favor of *O-*O coupling mechanism thus leading to enhanced reaction activity have been revealed. This work not only provides additional insights into the fundamental understanding of reaction mechanisms, but also offers a guideline for the accelerated discovery of efficient catalysts.
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