电催化氧还原（ORR）和分子氧的生成（OER），即氧电催化，是一系列能源和环境技术的核心反应之一。虽然目前性能最好的电催化剂仍然以贵金属为主，但碳基系统由于其内在的可持续性和实用性，提供了一种令人信服的替代方案。

鉴于此，中国科学院深圳先进技术研究院唐永炳等展示了一种以理论计算为指导的设计，将碳电催化剂的活性边界推向了前所未有的水平。

本文要点：

（1）引入高熵杂原子可以有效地最小化局部对称性，以使石墨碳的π-电子网络不稳定，并避免ORR和OER反应的中间物种的结合能过强或过弱。

（2）催化剂嵌入了五个金属单原子Fe、Mn、Co、Ni和Cu以及两种N源，在碱性环境中表现出优异的双功能活性，分别超过了商业Pt/C和RuO₂催化剂的ORR和OER反应性能。

Lei, X., Tang, Q., Zheng, Y. et al. High-entropy single-atom activated carbon catalysts for sustainable oxygen electrocatalysis. Nat Sustain (2023).

DOI: 10.1038/s41893-023-01101-z

https://doi.org/10.1038/s41893-023-01101-z