王振波领衔！哈尔滨工业大学张云龙/赵雷最新Nature子刊 | 原子级分散催化剂高效催化酸性介质中ORR！

背景：原子级分散催化剂在多相催化领域具有高原子利用率和明确活性位点的优势，但高内聚能的4d/5d金属（如钌、钯、铂）难以稳定为单原子，限制了其应用。研究目的：开发一种通用策略，实现4d/5d金属的原子级分散，以制备高性能电催化剂，特别是用于酸性介质中的氧还原反应（ORR）。结论：研究者提出类氢脆辅助热活化策略，利用氢气渗透弱化金属团簇内聚力，在高温下将其解离为单原子并由氮掺杂碳锚定，形成稳定的M-N4位点。以钌为模型制备的NC-Ru-950催化剂在酸性ORR中表现出高活性和稳定性，半波电位达0.816 V，循环30000次后仅衰减9 mV，在质子交换膜燃料电池中峰值功率密度为670.9 mW cm⁻²，性能优于传统Fe-N-C催化剂。该策略具有普适性，为高性能非铂电催化剂设计提供了新途径。