作者:Xiao Zhang、Mengtao Zhang、Yuchen Deng、Mingquan Xu、Luca Artiglia、Wen Wen、Rui Gao、Bingbing Chen、Siyu Yao、Xiaochen Zhang、Mi Peng、Jie Yan、Aowen Li、Zheng Jiang、Xingyu Gao、Sufeng Cao、Ce Yang、A. Jeremy Kropf、Jinan Shi、Jinglin Xie、Mingshu Bi、Jeroen A. van Bokhoven、Yong-Wang Li、Xiaodong Wen、Maria Flytzani-Stephanopoulos、Chuan Shi、Wu Zhou、Ding Ma
DOI:10.1038/s41586-020-03130-6
日期:2021.1.21
The water–gas shift (WGS) reaction is an industrially important source of pure hydrogen (H2) at the expense of carbon monoxide and water1,2. This reaction is of interest for fuel-cell applications, but requires WGS catalysts that are durable and highly active at low temperatures3. Here we demonstrate that the structure (Pt1–Ptn)/α-MoC, where isolated platinum atoms (Pt1) and subnanometre platinum clusters
水煤气变换 (WGS) 反应是工业上重要的纯氢 (H 2 ) 来源,但会消耗一氧化碳和水1,2。这种反应对燃料电池应用很感兴趣,但需要在低温下耐用且高活性的 WGS 催化剂3。在这里,我们证明了结构 (Pt 1 –Pt n )/α-MoC,其中孤立的铂原子 (Pt 1 ) 和亚纳米级铂簇 (Pt n ) 稳定在 α-碳化钼 (α-MoC) 上,催化 WGS甚至在 313 开尔文的温度下也发生反应,确定了涉及直接一氧化碳解离的制氢途径。我们发现用 Pt 填充 α-MoC 表面是至关重要的1和 Pt n物质,可防止载体氧化导致催化剂失活,如金/α-MoC(参考文献4)所示,并赋予我们的系统高稳定性和 4,300,000 摩尔的高金属归一化周转数每摩尔铂的氢。我们预计,这里展示的策略对于设计高活性和稳定的催化剂至关重要,以有效激活水和一氧化碳等重要分子以产生能源。