开发高性能、低成本的非贵金属基电催化剂对提高ORR/OER催化活性具有重要意义。一个有前景的策略是引入其他金属单原子以形成双原子催化剂(DAC)，然而目前仍然缺乏DAC设计的精确指导和双位点电子交互的比较研究以了解活性增强的来源以及双金属位点对反应机理的协同影响。

基于此，哈尔滨工业大学邱华军、林熹和袁群惠等使用密度泛函理论(DFT)模拟来揭示两个异核金属原子之间的电荷转移。

首先，研究人员通过密度泛函理论(DFT)计算，将两个过渡金属原子（从Fe、Co和Ni中选择）构建到N掺杂的石墨烯上来找出最佳组合。通常，Fe和Co位点分别对氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)具有高活性，将Co和Fe结合形成CoFe-N-C不仅进一步提高了Fe的ORR和Co的OER活性，而且大大提高了Co位点的ORR和Fe位点点的OER活性。

因此，根据DFT计算所制备的CoFe-N-C DAC催化剂在10 mA cm^-2电流密度下具有360 mV的低OER过电位，并且其在1.59 V下进行25小时测试后，活性保持率约为96.6%。

此外，通过在不同电流密度下连续放电，CoFe-N-C基电池表现出更高的放电电压；当电流密度从5 mA cm^-2增加到50 mA cm^-2时，CoFe-N-C的放电电压仅下降22.4%，而Pt/C-IrO₂的放电电压下降了30.4%。这项工作展示了双金属位点之间的协同电子相互作用以及如何使用它来提高催化性能。

Theoretically Revealed and Experimentally Demonstrated Synergistic Electronic Interaction of CoFe Dual-Metal Sites on N-doped Carbon for Boosting Both Oxygen Reduction and Evolution Reactions. Nano Letters, 2022. DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00658