Co单原子在催化2电子和4电子ORR方面都有较好的性能，但原因尚不明确。单原子结构在C材料平面和边缘位置具有不同的催化性能。因此，本文研究多孔碳边缘位点Co单原子催化ORR的性能。

DFT计算结果表明Co-N4结构在石墨烯边缘位点的形成能低于平面位点，其中zigzag边位点（Co-N4/ZZ-edge）最稳定。火山曲线表明Co-N4/ZZ-edge催化ORR产H2O2的反应能最低，而平面位点Co-N4/G最适合4电子路线。边缘位点Co价态更高，d带中心更低，吸附能力变弱。

作者在多孔碳和石墨烯上负载Co-Phen制备含不同数量边缘位点的催化剂（Co-N/HPC、Co-N/GF）。SEM、STEM结果表明Co-N/HPC中边缘位点比例为20.4%，而Co-N/GF仅为6.3%。EXAFS结果确认了Co-N4构型。

Co-N/HPC在碱性条件下催化ORR的产物中H2O2的选择性高达98%，高于Co-N/GF的20%，性能10小时保持稳定。Tafel斜率分析表明Co-N/HPC的动力学势垒来源于OOH的形成和脱附，形成速率快于Co-N/GF。

H2O2的分解会导致O官能团的吸附（Co-N/OHPC），XPS结果证实了O官能团的存在。O官能团使得Co-N/HPC的H2O2选择性降低至90%。DFT计算结果表明COOH、O、OH官能团仍然能够减弱Co-N4对OOH的吸附，其中OH效果最好。

​原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202213296