CAS 团队调控铂双活性位点，碱性制氢催化从单点优化转向氧化物界面设计

学术圈重大事件 · 发布 2026-06-18T11:21:00+08:00 · 更新 2026-06-18T11:25:40+08:00

核心结论

Chinese Academy of Sciences 经 Newswise 发布 eScience 论文，吉林大学、西安工业大学、加拿大高校和中科院高能所等团队把 Pt 簇锚定在 TiO2 量子点与 Co3O4 组成的共生氧化物界面上，形成分别促进水解离和氢吸附/释放的双类 Pt 位点。它的重要性在于把碱性析氢的瓶颈从“少用铂”推进到“让载体主动塑造铂电子结构”，但距离工业电解槽仍需更长周期和更复杂工况验证。

Newswise / Chinese Academy of Sciences 6 月 17 日美东时间发布消息称，相关研究已在 eScience 在线发表，DOI 为 10.1016/j.esci.2025.100461。论文聚焦碱性水电解中的析氢反应。相比酸性体系，碱性体系可使用较温和电解质并兼容较低成本部件，但水分子必须先解离，导致即使是基准催化剂铂，在碱性条件下反应动力学也会明显变慢。

这项研究的核心设计不是单纯减少铂用量，而是让载体参与反应分工。团队在 Co3O4 基载体中引入 TiO2 量子点，再把 Pt 簇锚定在氧化物-氧化物界面。公开稿称，光谱分析和密度泛函理论计算显示，TiO2 与 Co3O4 的相互作用重新分配了 Pt 5d 轨道电子，产生两类活性位点：beta-Pt-O-Co 位点促进水吸附和解离，alpha-Pt-O-Ti 位点更有利于氢吸附与释放。

性能数据给出了应用想象空间。论文报道，Pt/QDs/Co3O4 在 KOH 溶液中达到 10 mA cm-2 只需 19 mV 过电位，200 mV 下 Pt 质量活性为商业 Pt/C 的 2.17 倍；在阴离子交换膜水电解器中，催化剂可在 1.78 V 达到 500 mA cm-2，并连续运行超过 500 小时。对于清洁氢路线，这类结果说明高性能不只来自贵金属本身，也来自界面对反应步骤的主动编排。

仍需观察的是，公开材料主要来自机构稿和论文摘要层信息，电解器规模、长期杂质耐受、动态负载、膜电极制备一致性和铂实际装载成本都还没有等同于商业验证。它更像是把“载体不是惰性平台”这一原则推进到可器件测试的阶段，后续关键在于能否在更高电流密度、更长寿命和更低贵金属用量下保持优势。

信息来源

• Newswise / Chinese Academy of Sciences：Tuning platinum for cleaner hydrogen
• eScience DOI：10.1016/j.esci.2025.100461

可信度说明

来源为 Newswise 上由 Chinese Academy of Sciences 发布的机构稿，并给出 eScience 论文、DOI、实验指标和基金信息；但新闻稿不是独立复现，且 eScience 论文 2026 年 5 月已在线发表，本轮采用的是 6 月 18 日北京时间可见的机构发布窗口。

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