清华刘锴、李佳Nat Commun：​​焦耳加热法制备高熵协同Pt单原子催化剂实现高效甲醇氧化

本文介绍了清华大学刘锴、李佳团队在Nature Communications上发表的研究成果，他们通过焦耳加热法制备了一种高熵合金化单原子铂催化剂（HEASA-Pt），用于高效甲醇氧化反应（MOR）。该催化剂通过将孤立Pt原子与五种非贵金属元素（Ni、Co、Mg、Bi、Sn）在高熵结构中合金化，实现了高活性和强抗中毒特性。实验结果显示，该催化剂的质量活性达到35.3 A mg⁻¹，是商用Pt催化剂的22倍，且在18万秒持续运行后仍保持高效性能。理论计算揭示了高熵结构中不同元素的分工合作机制，主族元素调控Pt电子结构，过渡金属提供OH自由基协同氧化CO中间体，从而同步促进甲醇直接氧化路径并清除毒物。这项研究为低成本、长寿命燃料电池的开发提供了新范式。