我院谢水奋课题组在催化顶级期刊ACS Catalysis发表氢能研究成果

氢气作为被寄予厚望的绿色能源载气，其高效利用是推动我国实现“碳达峰、碳中和”发展目标的重要一环。阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）作为最具代表性的氢能源转化装置之一，其阳极氢氧化反应（HOR）在碱性条件下的缓慢动力学成为阻碍AEMFC商业应用的科学难题之一。

近日，我院谢水奋教授课题组在碱性HOR催化材料领域取得重要研究进展，研究成果以“Host–Guest Ensemble Effect on Dual-Pt atom-on-Rh Nanosheets Enables High-Efficiency and Anti-CO Alkaline Hydrogen Oxidation”为题发表在ACS Catalysis上。ACS Catalysis是美国化学会催化领域的旗舰期刊，为国际公认的化学顶级杂志之一。

该研究发展了一种液相热诱导的非晶晶化捕获原子技术，成功将原子分散度精确可控的铂（Pt）原子锚定到二维超薄铑（Rh）纳米片的表面晶格中，制备得到了Pt原子分散度从单原子（single atom）到双原子（dual atoms）再到簇状原子（clustered atoms）三种典型分散状态的Pt-on-Rh超薄纳米片。电化学研究结果表明，其中成对Pt双原子与Rh基底的配位结构能够引发特异的主客体系综效应（Host–Guest Ensemble Effect），从而赋予Pt₂-Rh纳米片极高的碱性HOR反应活性和抗CO毒化能力，其质量比活性达到了商业化铂碳催化剂的18.5倍。该成果不仅提供了一个全新的可精确控制溶剂金属原子分散度的低维纳米合金材料的合成策略，同时也展示了通过特定主客体金属原子配位结构调节能源转化催化性能的巨大空间。

该成果在谢水奋教授（独立通讯作者）指导下，由我院博士生蔡俊林（第一作者）、吕梓禧、黄虹浦，硕士生王淑棚等研究生合作参与完成。中科院深圳先进技术研究院张雪副研究员（共同一作）为该研究提供了理论计算支持。得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金和华侨大学科研基金的资助。

原文连接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c00803