酸性條件下雙電子氧還原反應產生過氧化氫（H₂O₂）是一種非常有吸引力的商用化學品，在各種工業和家庭場景中都是至關重要的，但仍然受到反應動力學緩慢的阻礙。

基于此，哈爾濱工業大學杜春雨教授和韓國康教授等人報道了通過密度泛函理論（DFT）計算和原位表征表明，在CoIn-N-C雙原子催化劑（CoIn-N-C DAC）中，O-親和的In原子觸發羥基的有利穩定吸附，從而有效地優化了OOH在相鄰Co上的吸附，使得Co原子上的氧還原轉向雙電子途徑，在酸中高效生成H₂O₂。

在0.65 V下，H₂O₂局部電流密度達到1.92 mA cm^?2，而三相流電池的H₂O₂產率高達9.68 mol g^?1 h^?1。此外，CoIn-N-C在長期運行中表現出優異的穩定性，表明了CoIn-N-C DAC的實用性。

作者選擇了雙原子模型（d-CoMp）和參考的單原子模型，當在DAC模型上驗證ORR相關物種的穩定吸附位點時，DFT計算表明，對比Co，OOH和OH在Mp原子上的吸附更有利。

特別是，OH與Mp原子緊密結合，并在H₂O₂電解槽的工作電位范圍內保持穩定。作者認為d-CoMp模型在工作環境中的實際結構為OH-blocked，為進一步分析，將其記為d-CoMpOH。

在被OH阻斷后，d-CoMpOH中的Mp原子對O的親和性降低，使得Co成為含O物種的有利吸附位點。由于MpOH部分的存在，對比s-CoVac，d-CoMpOH模型的局部電荷分布發生了重新排列。

Co原子周圍的電荷密度增加，表明MpOH基團具有給電子性質。Co周圍富集的電子密度不僅增加了價電子數，而且調節了3D軌道結構，導致d帶中心正偏移。引入MpOH后，三種d-CoMpOH模型中Co與O之間費米能級以下的反鍵相互作用均減小，表明OOH成鍵增強。

CoIn dual-atom catalyst for hydrogen peroxide production via oxygen reduction reaction in acid. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-40467-8.