北京化工大学/宁波大学Angew. Chem.：焦耳热超快制备Ru₃团簇@Pt！双位点接力碱性析氢，超越商业Pt/C

本研究针对碱性介质中析氢反应(HER)因水解离步骤导致活性低于酸性条件的瓶颈问题，采用前驱体工程与快速焦耳热热处理方法，将原子精确的Ru₃纳米团簇锚定于Pt纳米颗粒周围，制备出Ru₃@Pt NPs/C双位点协同催化剂。研究目的旨在通过构建“接力催化”机制，将水解离与产氢脱附功能解耦，突破单组分催化剂活性-稳定性瓶颈。实验与DFT计算表明，Ru₃位点优先吸附并解离水分子，生成的*H中间体自发迁移至相邻Pt位点完成高效脱附，显著降低动力学能垒。在1 M KOH中，该催化剂在10 mA cm⁻²过电位仅10 mV，质量活性达0.488 A mg⁻¹PGM，为商业Pt/C的1.85倍，并在1 A cm⁻²下稳定运行超1000小时。AEM电解槽评价中，1 A cm⁻²槽压仅1.75 V，超越美国DOE 2026制氢目标。结论证实，双位点接力催化策略有效优化了中间体吸附能，为高效碱性制氢催化剂设计提供了新范式。