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邢巍/葛君杰/姜政Angew.：首次報道！Ir單原子位點和納米顆粒之間的協同催化實現耐CO的PEMFC陽極

質子交換膜燃料電池（PEMFC）因其對痕量一氧化碳（CO）雜質的極端敏感性而受到限制，因此對氫氣純度提出了嚴格要求，并且排除了直接使用廉價粗氫氣作為燃料的可能性。

基于此，中科院長春應用化學研究所邢巍研究員和葛君杰研究員、中科院上海高等研究院姜政研究員（共同通訊作者）等人首次報道了一種通過單原子和納米顆粒之間的協同催化來解決陽極CO中毒問題的策略。

作者構建了一種由原子分散的Ir-N單位點和Ir納米顆粒（Ir_NP@Ir_SA-N-C），表現出優異的氫氧化反應（HOR）和CO電氧化反應（COOR）性能，以及優異的H₂和CO混合氣體中的CO耐受特性。

作者假設這種CO耐受特性可歸因于Ir單原子位點和Ir納米顆粒之間的相互作用，其中Ir單原子不僅能夠有效地快速將CO轉化為CO₂，而且還能夠通過提供反應性OH*物種有效地清除接近Ir納米顆粒的CO。因此，Ir納米顆粒上的HOR活性位點可以在共存的情況下釋放，從而賦予催化劑優良的抗毒性特性。

此外，Ir納米顆粒和Ir單原子位點之間的協同互作用使得Ir_NP@Ir_SA-N-C在質子交換膜燃料電池中具有優異的HOR活性（1.19 W cm^-2）和COOR活性（85 mW cm^-2），同時該催化劑對H₂/CO混合氣體中CO的耐受性比目前最好的PtRu/C催化劑高了兩倍。

該工作不僅為解決陽極致命的CO中毒問題提供了一條途徑，而且還建立了一種新型的相互作用催化體系，其中單原子位點與納米顆粒之間的協同作用顯示出高度的重要性。

CO-Tolerant PEMFC Anodes Enabled by Synergistic Catalysis between Iridium Single-Atom Sites and Nanoparticles. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202110900.

https://doi.org/10.1002/anie.202110900.

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