新的催化剂突破性在绿色氢技术

链甲催化剂中丰富的不对称 π 电子促进酸性氢的释放。图片来源：大连化物所

研究人员设计了一种石墨烯包裹的催化剂，其铂用量超低，可实现高效、工业规模的氢气生产。

质子交换膜（PEM）水电解在大规模生产绿色氢方面发挥着关键作用。此过程中最常用的材料之一是碳载铂 (Pt/C)，它用作先进的阴极催化剂。它的受欢迎源于其有效结合氢的能力以及对酸性环境的强大抵抗力。然而，使用大量铂使得这种方法变得昂贵并限制了其更广泛的采用。

在《焦耳》杂志上发表的这项研究是由中国科学院大连化学物理研究所邓德辉研究员和余亮研究员领导的团队与中国科学技术大学（也是中科院）的陆俊岭教授和大连化学物理研究所的于红梅教授合作。他们共同开发了一种高效且稳定的新型催化剂，可用于酸性氢气生产。

焦耳

他们的创新围绕着一种独特的“链甲”催化剂，该催化剂由封闭在单层石墨烯内的钴镍 (CoNi) 纳米合金制成。研究小组发现电子从 CoNi 合金转移到周围的碳层中。这一过程与3d-2p电子相互作用相结合，导致石墨烯表面积累了不均匀分布的π电子态，这在增强催化行为方面发挥了关键作用。

石墨烯 合金

协同约束和铂稳定性

使用原子层沉积沉积 Pt 单原子后，这些富集的不对称 π 电子对 Pt 原子表现出独特的限制效应。

d ^-2 _点 酸 DOI：10.1016/j.joule.2025.101968

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