4月15日，中國科學技術大學發布重要科技成果，該校吳宇恩教授課題組研制出一種廉價高效電解水催化劑，他們創新性地提出利用抗氧化能力和抗溶解能力強的鉑基合金為載體，利用表面缺陷工程技術捕獲和穩定單原子的方法成功制備了釕單原子合金催化劑，該釕單原子合金催化劑相對于商業釕基催化劑的過電位降低大約30%，穩定性提高近10倍。該成果被選為本月的《自然·催化》封面文章。 

氫能市場化的關鍵一環，是氫氣高效廉價的制取。其中，電解水是最被看好的制備方式之一。然而，電解水過程中必需的高效廉價的氧氣析出催化劑，是當前面臨的最困難挑戰之一。氧析出常用的商用催化劑是二氧化銥。銥金屬市價為240-250元/克，工業上通過二氧化銥電解水制氫成本是33-38元/千克，而轉化為相同的能量所需的汽油成本僅為25-29元。這是高能、清潔、廉價氫能源推廣的重大阻礙。 

相比之下，另一個可作為催化關鍵元素的釕金屬市價為19.5-20.5元/克，地球儲量更豐富，價格更廉價，如果用于工業，能夠有效降低氫氣制備成本，便于其推廣。但在強酸、強氧化性環境中，二氧化釕在高的工作電位下極易被氧化為四氧化釕，從而失去催化活性。最主要原因是，二氧化釕中的晶格氧參與了產物氧氣的析出。因此，開發出一種高活性和高穩定的釕單原子催化劑，是解決上述問題最有潛力的途徑。 

釕基催化劑在酸性氧析出中的穩定性，是一個公認的世界難題。為實現高效廉價的電解水制氫，吳宇恩教授團隊經過多年實驗探索，成功實現將單原子釕嵌入穩定合金載體中，從而制備出高效催化劑。論文第一作者么艷彩博士說，相關實驗證實該釕單原子合金催化劑相比于商業釕基催化劑在酸性電解水反應中具有更好的活性、抗過氧化和抗溶解能力。“利用金屬/合金載體調控單原子電子結構的策略可以應用于其他反應體系中，這或許能為許多類似的科學問題提供思路。”吳宇恩教授說。 

--轉載自《安徽日報》