氢能技术的发展是绿色经济的核心。作为实施氢存储的先决条件，需要活性和稳定的（脱）氢反应催化剂。到目前为止，与昂贵成本相关的贵金属的使用在该领域占主导地位。

在此，北京航空航天大学Xiang Li，Ye Sun ，Yifei Sun ，莱布尼茨催化研究所Matthias Beller提出了一类新型低成本钴基催化剂（Co-SAs/NPs@NC），其中高度分布的单金属位点与小定义的纳米颗粒协同结合，可实现高效的甲酸脱氢。

文章要点

1）具有原子分散的CoN₂C₂单元和封装的7-8 nm纳米颗粒的最佳材料使用碳酸丙烯酯作为溶剂实现了1403.8 mL·g⁻¹·h⁻¹的优异气体产量，5次循环后无活性损失，比商业Pd/C高15倍。

2）原位分析实验表明，与相关的单金属原子和纳米粒子催化剂相比，Co-SAs/NPs@NC增强了关键中间体单齿HCOO*的吸附和活化，从而有利于后续C-H键的断裂。

3）理论计算表明，钴纳米粒子的集成提高了Co单原子的d带中心作为活性中心的位置，从而增强了HCOO*中间体羰基O与Co中心的耦合，从而降低了能垒。

参考文献

Shi, Y., Luo, B., Sang, R. et al. Combination of nanoparticles with single-metal sites synergistically boosts co-catalyzed formic acid dehydrogenation. Nat Commun 15, 8189 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-52517-w

https://doi.org/10.1038/s41467-024-52517-w