创建用于储能的人工光合作用系统的关键步骤是设计可以在组装设备中茁壮成长的催化剂。单中心催化剂比双分子催化剂具有优势,因为它们在固定时仍然有效。此处描述的混合
水氧化催化剂结合了单中心
双膦酸盐催化剂和快速双分子双
羧酸盐催化剂的特点,已达到超过 100 s-1 的周转频率,在相同条件下比两种相关催化剂都快。新的 [(bpHc)Ru(L)2] (bpH2cH = 2,2'-bipyridine-6-phosphonic acid-6'-carb acid, L = 4-picoline or isoquinoline) 催化剂通过单中心
水亲核反应进行攻击途径。悬垂的
膦酸盐碱通过分子内原子 - 质子转移介导 OO 键的形成,计算的势垒仅为 9.1 kcal/mol。此外,不稳定的
羧酸根基团允许
水在催化循环的早期结合,从而允许分子内质子耦合电子转移以降低氧化步骤和催化的电位。单中心催化剂可以如此快速地证明了析氧复合物采用类似机制的可能性。