较商业化 Pt/C 提升18倍！中科大熊宇杰 & 新国大 & 新国科局，最新JACS！

主要观点总结

本文报道了一种简便策略，可在超薄钌（Ru）纳米笼中同步调控晶相并实现Pt单原子合金化，从而在碱性电解液中实现高效析氢反应（HER）。该策略基于“原位模板-晶格失配”一锅法，先在CuPd合金核上外延生长出晶相可调的Ru壳层，再经选择性刻蚀得到壁厚<2nm、Pt原子级分散的Rufcc纳米笼。该纳米笼展现出优异的碱性HER性能，质量活性较商业化Pt/C提升18倍，并在安培级电流密度下稳定运行超过400小时。该研究为晶相工程与单原子化学的交叉研究树立了范式。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

传统合成方法在实现可调控晶相方面面临巨大挑战，且无法在原子级层面精准控制催化剂组成，对涉及多种中间体的反应尤为不利。

关键观点2: 研究亮点

1. 提出了一种全新的“晶相可控合成”策略，在原子尺度上同步调控超薄Ru纳米笼的晶相结构与单原子Pt合金化程度，实现碱性析氢反应（HER）性能的跨越式提升；2. 通过“原位模板-晶格失配”一锅法，在CuPd合金核上外延生长出晶相可调的Ru壳层，再经选择性刻蚀得到壁厚<2nm、Pt原子级分散的Rufcc纳米笼；3. 原位拉曼与DFT共同揭示：亚稳fcc-Ru相与孤立Pt位点协同稳定金属态Ru，优化H*吸脱附能垒，使Pt 5.3% -Ru fcc展现出优异的碱性HER性能。

关键观点3: 性能数据

Pt 5.3% -Ru fcc纳米笼在10 mA cm-2下过电位仅8.5 mV，质量活性达商业Pt/C的18倍，并在安培级电流密度下稳定运行超过400小时。

关键观点4: 研究影响

该研究不仅突破了传统模板法多步骤、低产率的瓶颈，还与连续流工艺耦合，实现克级规模制备，为晶相工程与单原子化学的交叉研究树立了范式。