在析氢反应（HER）中，金属-氮-碳（M-N-C）单原子催化剂（SACs）的设计原则已经得到了广泛的研究。
尽管在过去的几十年里，氢结合能（[[EQUATION]]）一直被用作HER的描述符，但其在HER SACs中的适用性却一直存在很大争议。
基于此，2025年3月20日，日本东北大学李昊等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Hydrogen Binding Energy Is Insufficient for Describing Hydrogen Evolution on Single-Atom Catalysts》的研究论文。
在此，作者通过pH依赖的表面Pourbaix图（在可逆氢电极（RHE）尺度）和微观动力学模型，研究了HO*/O*毒化和H*覆盖度对具有不同金属中心和配位环境的SACs的影响。
研究结果表明，HO*毒化、活性金属位点处实际的H*吸附强度以及配位N位点处的潜在HER活性，是准确开发描述符时必须考虑的关键因素。
作者通过一系列M-酞菁/CNT催化剂进行实验验证，证实了理论预测，交换电流密度以及Ni/Cu-酞菁/CNT催化剂中N位点的作用均表现出极好的一致性。
更为重要的是，通过引入活性位点、H*覆盖度和HO*毒化的新型二维微观动力学火山模型，解决了关于HER SACs设计原则的争议。
本研究通过确立[[EQUATION]]和[[EQUATION]]作为SACs的联合HER描述符，为催化剂设计提供了新的指导原则，回答了长期以来关于HER描述符的争议。
Hydrogen Binding Energy Is Insufficient for Describing Hydrogen Evolution on Single-Atom Catalysts，Angew. Chem. Int. Ed., 2025. https://doi.org/10.1002/anie.202425402
