p-带中心作为关键表征参数：单原子催化剂的协同工程以实现优化的氧电催化性能

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：p-Band Center as the Key Descriptor: Coordination Engineering of Single-Atom Catalysts for Optimized Oxygen Electrocatalysis

单原子催化剂氧还原反应活性调控机制研究揭示p带中心指导配位工程原则，最优催化剂结构及电子转移机理经多尺度计算验证。

　　

氧气析出/还原反应的动力学缓慢，这限制了清洁能源技术的发展。单原子催化剂（SACs）具有潜力，但需要基于对金属-载体相互作用机制的理解来进行合理设计。本研究利用密度泛函理论建立了优化SACs的配位工程原理。通过研究Fe、Co、Ni和Cu原子在石墨烯上的不同N/O配位结构（TM-4N、TM-3N1O、TM-2N2O、TM-1N3O、TM-4O），我们发现O原子的配位浓度显著影响局部电荷积累。高氧含量会增强中间产物的吸附能力，但降低催化剂的稳定性。Co-3N1O、Ni-2N2O和Ni-1N3O被确定为最佳催化剂。关键的是，我们证明了配位原子的

带中心（ε_p）

可以作为一个有效的活性描述参数，并与吸附能量之间存在强烈的关联。分析表明，配位原子充当电子储存库，在中间产物吸附过程中提供电荷，其ε_p决定了控制活性的局部电子结构。此外，对多种计算方法（包括GGA+U方法、范德华校正和溶剂化效应）的系统性评估证实，基本的物理化学原理在不同理论水平上保持一致，从而增强了我们主要结论的可靠性。这项工作为SACs活性的起源提供了基础性见解，揭示了由配位诱导的电荷重分布所驱动的活性机制，并确立了基于ε_p的配位工程原理，为高性能、稳定的SACs的合理设计提供了有力支持，以满足先进的清洁能源应用需求。