近日，生态环境工程技术研发中心李威特聘教授课题组联合西北工业大学陈帆副教授团队在能源与可持续材料领域期刊《SusMat》发表题为 “Unlocking neutral hydrogen evolution via a lattice-proton-mediated pathway on a Pt/h-WO3 single-atom catalyst” 的研究论文。该论文以东莞理工学院为第一署名单位。生态环境工程技术研发中心硕士研究生许丽娜、尤鸿飞为共同第一作者，李威特聘教授、陈帆副教授为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、广东省高校重点科研平台与项目的资助。

可再生能源驱动的电解水制氢是绿色能源体系的重要组成部分，但中性介质中的析氢反应通常受水分子初始解离缓慢和质子供给不足限制，即使采用铂等高活性催化剂，其反应速率仍明显低于酸性体系。针对这一瓶颈，本研究以六方相 WO3 为功能载体，通过电化学质子嵌入构建 HxWO3 晶格质子储库，并引入原子级分散 Pt 位点，形成 “晶格质子储存 Pt 单原子活化” 的协同体系，使载体承担质子捕获、储存与补充功能，Pt单原子则促进晶格氢的活化、迁移与 H2 生成。

结构与原位表征证实 Pt 以孤立单原子形式稳定分散并形成 P t – O4 局部配位，Raman、EPR、XPS 及同步辐射 XAS 共同支持晶格氢储存与释放过程。电化学测试表明，HxWO3 – Pt 在 1 M PBS 中达到 10 mA·cm^-2仅需 22 mV 过电位，Tafel 斜率为 28.7 mV·dec^-1，并在高电流密度、长期运行及复杂电解液条件下表现出良好稳定性。DFT 计算进一步显示，Pt 单原子的引入可将 WO – H 转化为 H2 的能垒由 0.671 eV 降低至 0.243 eV，使反应减少对第二次缓慢水解离过程的依赖。该成果揭示了晶格质子储存与原子级活性位点协同改变中性 HER 有效反应路径的机制，为海水、废水等复杂水源条件下高效电解制氢催化剂设计提供了新的理论依据和材料设计思路。

文章链接：https://doi.org/10.1002/sus2.70112

图文来源：尤鸿飞

一审：宋秋芳

二审：袁立竹

三审：荣戗戗