水煤氣變換（WGS）反應是工業上重要的純氫（H2）來源，其原料是CO和H2O。將這種反應用于燃料電池具有重要意義，但WGS催化劑需要滿足低溫下具有耐久性和高催化活性。有鑒于此，北京大學馬丁教授，國科大周武教授，大連理工大學石川教授報道了開發了一種在α-MoC表面錨定Pt原子的策略，成功制備了一種堅固、高效和穩定的(Pt1-Ptn)/α-MoC催化劑用于催化WGS反應，其中孤立的Pt原子(Pt1)和亞納米鉑團簇(Ptn)物種以高密度共存。研究人員采用改進的浸漬法制備了Pt負載量為0.02 ~8 wt%的Pt/α-MoC催化劑。利用原子分辨掃描透射電子顯微鏡（STEM）和X射線吸收精細結構（XAFS）對催化劑結構進行了進一步研究。0.2 wt%Pt/α-MoC的高分辨率STEM Z對比圖像（Z為原子序數）顯示，所有Pt物種都以孤立的原子方式分散在α-MOC載體上，表面密度約為每100 nm2 具有9個Pt1。隨著鉑負載量的增加，表面鉑物種的密度增加，其結構也在演變。
值得注意的是，在2 wt%和8 wt%的Pt負載下，Pt1物種的密度分別增加到每100 nm2約42Pt1和80Pt1。此外，隨著Pt負載量的增加，Pt團簇和納米顆粒的出現與Pt L3邊擴展X射線吸收精細結構（EXAFS）分析相一致，當Pt負載量分別為0.02 wt%、2 wt%和8 wt%時，平均Pt-Pt配位數分別從0增加到3.8到5.6。
研究發現Pt1物種具有更高的本征WGS活性，比迄今報道的最好的催化劑高一個數量級，而在α-MoC上聚集的Pt1和PtN表面物種是獲得高質量比活性的關鍵。Pt原子物種能有效地促進相鄰α-MoC表面氧物種的周轉，使CO吸附在Pt表面，從而防止了α-MoC載體的深度氧化和失活。實驗結果表明，(Pt1-Ptn)/α-MoC催化劑表現出4,300,000 mol hydrogen (H2) per mol Pt的超高周轉次數，比Au/α-MoC催化劑高一個數量級。
這項研究對于設計可以有效地活化H2O和CO等重要分子以生產清潔能源的高活性和穩定的催化劑具有重要意義。Zhang, X., Zhang, M., Deng, Y. et al. A stable low-temperature H2-production catalyst by crowding Pt on α-MoC. Nature 589, 396–401 (2021).DOI：10.1038/s41586-020-03130-6https://doi.org/10.1038/s41586-020-03130-6
