由于具有将间歇分布的可持续能源转化为可储存的化学能的前景， 电化学催化反应在近些年受到学者们的广泛关注。水氧化释氧是其中一种非常重要的阳极电化学反应，它为生成氢气，乙烯，氨气等重要化学品的阴极电化学反应提供了质子和电子源[1]。然而释氧反应不仅需要很大的外加能量来驱动，而且其反应过程涉及到四质子和四电子的转移， 动力学过程非常复杂。 许多科学工作者花费了很大努力去开发各类廉价， 高效和稳定的异相催化剂用于释氧反应[1]。 尽管如此，由于异相催化剂的活性位点分布不均匀， 对于活性位点和反应机理的深入研究非常具有挑战性，从而使得进一步开发更高效的催化剂十分得困难。得益于高的原子效率，卓越的本征活性，以及明确的反应活性中心，原子级别分散的催化剂为催化过程的深入研究提供了机会。 我们的研究发现[2,3]， 基于钴、铁、镍的单原子催化剂会在含有杂质金属离子的碱性电解液中通过电化学活化转化为对应的双原子催化剂。这类原子级别分散的催化剂具有像金属络合物一样确定的配位环境和结构， 十分利于电化学反应的机理研究。通过电化学动力学分析和原位 X 射线吸收光谱数据相结合， 我们发现这些双原子催化剂拥有类似的O-O 化学键形成过程，并且都表现出双金属协同作用， 但在催化位点，用于 O-O 键形成的氢氧根来源，以及反应级数等细节上有所不同。 由于原子级别分散的双原子催化剂具有像金属络合物一样确定的配位环境和结构，它为释氧电催化反应的基础研究提供了平台，也为均相和异相电催化反应的研究架设了桥梁。