同济大学JACS：空间限域策略合成铂族金属单原子合金催化剂

背景：为实现碳中和，质子交换膜水电解槽是生产绿氢的关键技术，其核心阴极酸性析氢反应需要高效催化剂。铂虽为最佳催化剂但成本高昂，传统铂合金催化剂原子利用率有限，单原子合金催化剂是理想解决方案，但其可控合成仍具挑战。研究目的：本研究旨在开发一种基于空间限域效应的普适性合成策略，制备高性能、低铂含量的铂族金属单原子合金催化剂，用于酸性析氢反应。结论：该策略成功合成了碳壳包裹的铂掺杂镍铁单原子合金催化剂，在酸性析氢反应中表现出优于商用铂碳的活性和动力学，质量活性提升近6倍，集成于质子交换膜水电解槽阴极时性能超越行业目标。机理研究表明，反应中形成的原位低配位铂单原子是主要活性位点，电子结构优化提升了本征活性。该策略可普适于其他铂族金属，为高性能、低成本电催化剂设计提供了新思路。