氢能是未来替代传统化石燃料最有前景的能源，通过可再生能源驱动的电解水可以高效环保地产生高纯度氢气。然而，阳极析氧反应（OER）的反应动力学迟缓，严重阻碍了电解水的发展。近年来，研究人员致力于寻找替代OER的小分子氧化反应，其中肼氧化反应（HzOR）因其低电位和高安全性备受关注。虽然已经开发了非贵金属催化剂用于HzOR，但其仍存在肼不完全氧化和产生NH₃副产物的问题。此外，开发用于HzOR和析氢反应（HER）的双功能催化剂对电解系统的应用具有重要价值，但仍然充满挑战性。

研究人员发现采用Ru基纳米材料可以促进HzOR反应的动力学，同时Ru也可以作为HER反应的理想候选材料，但贵金属的过度使用限制了其应用。因此，需要开发有效策略以充分利用贵金属并获得优异的双功能催化剂。设计原子级分散的贵金属催化剂和精细调节单原子与载体之间的界面相互作用是提高催化剂质量活性的关键。单原子催化剂在HzOR中的应用研究尚不充分，但具有巨大潜力。

近日，清华大学的王定胜副教授团队和温州大学的陈伟教授团队合作，在NiCoP纳米线阵列表面设计构建了原子级的Ni（Co）-Ru-P界面位点（Ru₁-NiCoP），其在HzOR和HER反应中均表现出优异的催化性能。首先，通过低温磷化NiCo LDH制备的NiCoP纳米线阵列具有丰富的缺陷或空位，为原子分散Ru的锚定提供了有利位置。随后，通过浸渍吸附和退火将单原子Ru位点引入NiCoP表面结构。将NiCoP纳米线阵列的合成与Ru单原子沉积分步进行有助于Ni（Co）-Ru-P界面位点的成功构筑，从而最大限度地利用Ru单原子。

HzOR催化测试表明，Ru₁-NiCoP催化剂的质量活性是商用Pt/C纳米催化剂的38.7倍。Ru₁-NiCoP催化剂在HER反应中同样表现优异, 其质量活性是商用Pt/C纳米催化剂的3.2倍。

此外，基于整体肼分解的双电极电解槽采用Ru₁-NiCoP作为阳极和阴极催化剂，在0.3 V电池电压下产生的电流密度高达522 mA cm^-2，明显优于大多数已报道的双功能催化剂，这得益于其独特的Ni（Co）-Ru-P界面位点的协同作用。整体肼分解系统与电解水系统相比，具有显著的节能产氢潜力。

理论计算研究表明，Ru单原子位点的引入优化了Ru₁-NiCoP对H的吸附；并显著降低了未占据态d带中心，从而增强了对*N₂H₂的吸附能力，降低了肼脱氢过程的能垒进而提高了对于HzOR的催化活性。

该工作通过构建原子级的界面协同位点，开发出用于肼氧化辅助产氢的高效双功能催化剂，为设计具有更广泛应用的双功能电催化剂提供了启示。