电催化剂对于促进电催化反应至关重要，而其跨尺度调控仍是一个巨大挑战。近日，郑州轻工业学院巩飞龙、魏世忠、中国科学院Liu Jian报道了具有可调原子尺度配位结构的纺锤形CuO负载钨单原子催化剂（W SACs），用于增强电化学析氢过程。

本文要点：

1) 有限元分析表明，通过将主轴结构的尖端角度从74°调整到27°，可以增强电场，从而使氢气生产率提高5倍。基于密度泛函理论计算，构型调节还促进了W-O配位数的增加，这增加了电荷转移并降低了d带中心，稳定了W位点并优化了氢解吸过程。

2) 优化的WSA/CuO-27具有比WSA/Cu-56和WSA/Cu0-74类似物更好的析氢活性（η₁₀₀=94 mV）和稳定性（200 mA cm^-2下为120小时）。此外，用WSA/CuO-27制造的阴离子交换膜电解槽具有与商业电催化剂相当的催化活性，并且在连续电催化120小时后，在300 mA cm⁻²下具有0.085 mA cm⁻² h⁻¹的超低衰减。

参考文献：

Chaoqun Chang et.al Cross-Scale Process Intensification of Spindle CuO Supported Tungsten Single-Atom Catalysts toward Enhanced Electrochemical Hydrogen Production Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202402825

https://doi.org/10.1002/aenm.202402825