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甲醇（ME）是一種液態(tài)氫載體，非常適合于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)按照需求制氫，避免了其昂貴和危險(xiǎn)的存儲(chǔ)和輸送，但是ME-to-H₂的電化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)過(guò)程受到高壓（能耗）和競(jìng)爭(zhēng)性O(shè)ER反應(yīng)的抑制。

有鑒于此，香港大學(xué)郭正曉教授、暨南大學(xué)高慶生研究員、Lihua Zhu、中國(guó)科學(xué)院福建物構(gòu)所柴國(guó)良研究員等報(bào)道證實(shí)Pt單原子（Pt₁）和Pd納米簇（Pd_n）錨定在富含OH空位（V_OH）的(Ni, Co)(OH)_x納米粒子上構(gòu)筑得到Pt₁Pd_n/(Ni, Co)(OH)_x，通過(guò)協(xié)同功能可以產(chǎn)生協(xié)同的三元活性位點(diǎn)，因此實(shí)現(xiàn)了甲醇增強(qiáng)的低壓制H₂。

本文要點(diǎn)：

（1）

對(duì)于MOR，OH*優(yōu)先吸附在Pd_n上，(Ni, Co)(OH)_x表面氫原子的氫鍵能夠幫助，與有利吸附在相鄰Pt₁位點(diǎn)上的中間體（如*CHO或*CHOOH）相互作用。

（2）

通過(guò)提高*CHOOH途徑的選擇性，沒(méi)有改善*CO路徑的選擇性，因此MOR活性實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化的大電流密度。對(duì)于HER，(Ni, Co)(OH)_x上的Pt₁、Pd_n和OH空位三元位點(diǎn)形成了一個(gè)“酸堿”微環(huán)境，能夠促進(jìn)水分子的吸附和分解，在Pt₁和Pd_n上生成H*物種，在空位形成*OH，因此能夠促進(jìn)從不對(duì)稱Pt₁和Pd_n位點(diǎn)的Tafel釋放H₂。

三元位點(diǎn)協(xié)同作用為設(shè)計(jì)和合成高效穩(wěn)定的共功能催化劑為液體甲醇促進(jìn)“現(xiàn)場(chǎng)”生產(chǎn)H₂提供可能。

參考文獻(xiàn)

An Pei, Ruikuan Xie, Lihua Zhu*, Fengshun Wu, Zinan Huang, Yongyu Pang, Yu-Chung Chang, Guoliang Chai*, Chih-Wen Pao, Qingsheng Gao*, Congxiao Shang, Guang Li, Jinyu Ye, Huaze Zhu, Zhiqing Yang, and Zhengxiao Guo*, Methanol-Enhanced Low-Cell-Voltage Hydrogen Generation at Industrial-Grade Current Density by Triadic Active Sites of Pt₁–Pd_n–(Ni,Co)(OH)_x, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c12665

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c12665