双负载Pt单原子催化剂

质子级联编程产氢

通过质子提供-转化-溢出级联编程协同优化质子各步骤，Au基催化剂Pt质量活性较Pt/C高两个数量级。

Zhang Y. · Liang, Kaiming · Zhang, Lei

Advanced Materials 2026

具体参数

Pt质量活性

{'zh': '153.5', 'en': '153.5'} A/mgPt

PEM电解槽电流密度

{'zh': '2', 'en': '2'} A/cm²

PEM电解槽稳定性

{'zh': '1200', 'en': '1200'} h

技术优势

质子可及性提升

超薄多孔氮掺杂碳包覆的TiN纳米线尖端产生尖端增强效应，促进界面质子供应，使反应物更易到达活性位点。

本征活性增强

Pt与TiN的短程垂直耦合优化了不饱和Pt-N2位点的电子结构，提升了每个活性位点的催化效率。

促进氢脱附

暴露的TiN位点作为氢溢流中心，加速H2从活性位点脱附，避免毒化并提高反应速率。

应用性能卓越

在PEM电解槽中，该催化剂在1.75 V的低槽压下达到2 A/cm²，并在1 A/cm²下稳定运行1200小时，展示出实际应用潜力。

应用场景

• 酸性析氢催化剂：以极低Pt用量实现高活性，降低酸性析氢催化剂成本。
• PEM电解槽：在低电压下提供大电流并长时稳定，直接提升电解槽效率。
• 燃料电池催化剂：通过质子级联设计优化氢相关反应，可借鉴于燃料电池催化层。