开发高效、耐用的富含稀土的酸性析氧反应（OER）电催化剂是质子交换膜水电解槽（PEMWEs）大规模应用的关键。
基于此，华中科技大学李箐教授和王谭源副教授等人报道了一种新型的无定形Mo-Ce氧化物负载的单原子Co（CoSA-MoCeOx）封装在类竹碳纳米管（BCT）催化剂（CoSA-MoCeOx@BCT）中用于酸性OER。优化后的催化剂在0.5 M H2SO4中，在10 mA cm-2下OER的过电位为239 mV，在PEMWEs中稳定运行超过60 h，是最好的非贵金属催化剂之一。通过DFT计算，作者研究了CoSA-MoCeOx的高活性和稳定性的来源。MoCeOx和CoSA-MoCeOx的成键轨道分布比原始MoO3强得多，有助于在OER过程中吸附中间体并激活晶格氧，从而提高了电活性。通过LOM的双金属位点机制，作者计算了酸性OER在MoO3、MoCeOx和CoSA-MoCeOx上的能量途径。MoO3中电位决定步骤（PDS）的自由能势垒计算为析出O2后一个晶格氧空位的补偿，为1.60 eV。而对于MoCeOx和CoSA-MoCeOx，PDS转变为O2析出后第2晶格氧空位的补偿，能垒降低。此外，对比MoCeOx，作为OER活性位点的单原子Co位点可将电位差从1.26 eV减小到1.08 eV，表明单原子Co位点有利于催化剂的OER动力学。CoSA-MoCeOx的Mo空位形成能远高于MoO3和MoCeOx，证明引入单原子Co位点和无定形Mo-Ce氧化物结构可有效抑制Mo原子在酸中的溶解，提高电催化剂的稳定性。Single-atom Co dispersed on polyoxometalate derivatives confined in bamboo-like carbon nanotubes enabling efficient dual-site lattice oxygen mediated oxygen evolution electrocatalysis for acidic water electrolyzers. Energy Environ. Sci., 2024, DOI: https://doi.org/10.1039/D4EE00173G.
