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M-N-C催化劑，是氮配位的金屬單原子催化位點，被發現具有優異的氫能存儲材料，但是人們對于M-N-C在應用于儲氫的穩定性仍不清楚。

有鑒于此，北京航空航天大學水江瀾教授、劉曉芳、中國科學院高能物理研究所鄭黎榮等報道通過Ni酞菁（NiPc）修飾在MgH₂納米粒子上的催化劑作為模型體系，研究M-N-C催化劑在儲氫領域的穩定性。

本文要點

（1）

發現高價態Ni形成的NiN₄位點在儲氫還原條件下并不穩定，能夠自發轉變為零價Ni的Ni₁-Mg單原子合金（SAA）。Ni₁-Mg SAA在催化Mg的儲氫反應中表現優異的穩定性。

（2）

此外，這種Ni₁-Mg單原子合金位點能夠對氫吸附、脫附的每個步驟具有復雜催化活性，比NiN₄活性位點更好，特別是關鍵的氫化/脫氫步驟。總之，Ni₁-Mg SAA催化劑的性能超過目前已知的大多數Ni催化劑。這種結構變化的情況同樣在FePc、CoPc、Ni-TPP等分子，說明這種還原結構轉化現象是MN₄催化活性位點的普遍規律。

參考文獻

Yao Pang, Xin Wan, Yongcheng Li, Mengchen Song, Xiaofang Liu, Jiaxiang Shang, Lirong Zheng, Jianglan Shui, Evolution of Nitrogen-Coordinated Metal Single Atoms Toward Single-Atom Alloys on MgH? as Efficient and Stable Hydrogen Spillover Catalysts, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202412942

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412942