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電解水制氫兼具“綠氫制造”和“綠電消納”雙重優勢，是實現電—氫—化工耦合的重要技術路徑，其性能高度依賴于電催化材料的結構設計與界面調控能力。

近日，中國科學院國家納米科學中心在納米催化位點可控構筑及其應用于耦合陽極醛氧化電解水制氫研究方面取得進展。

研究提出耦合陽極甲醛氧化的電解水制氫新策略，實現綠氫與高附加值化學品聯產。研究構筑了Rh1Cu單原子合金催化劑。該催化劑在甲醛電氧化生成甲酸與氫氣反應中表現出高的法拉第效率，并且具有超低過電位和超高電流密度，性能顯著優于當前所報道的催化材料。構建的耦合電解系統實現雙極產氫與高附加值化學品二甲酸鉀的聯產，展現出良好的工業應用潛力。

通過原位表征、對比實驗與理論計算，研究團隊揭示了Rh–Cu主客雙位點協同催化機制。此外，該納米催化位點構筑策略對多種雙位點體系及醛類分子電氧化反應表現出良好的普適性。

研究從耦合電解產氫體系設計、納米催化劑原子級構筑及機理解析等方面系統展示了耦合陽極氧化電解水制氫的可行技術路線，也為高性能納米催化劑的精準設計提供了新思路。

相關研究成果發表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和北京市自然科學基金等的支持。

論文鏈接

耦合產氫電極材料開發取得進展