香港城市大学领导的研究团队开发出一种新型单原子催化剂，可显著提升水分解制氢反应的效率和稳定性。该研究成果已发表于《自然通讯》期刊，为清洁氢能源生产提供了新的技术方案。

这项研究由香港城市大学材料科学与工程系Johnny Ho教授团队主导，联合来自中国内地和日本的研究人员共同完成。团队通过将高密度铱单原子锚定在钴铈化合物超薄薄片上，成功制备出名为CoCe–O–IrSA的新型催化剂。该材料在析氧反应中表现出优异性能，仅需187 mV的过电位即可实现100 mA cm⁻²的电流密度，并能保持超过1000小时的稳定运行。

Ho教授表示："这项研究解决了催化领域的核心挑战之一：如何在工作条件下稳定高密度单原子催化剂。通过引导亚稳态前体的自我重构，我们实现了铱原子级分散，最大限度地提高了金属-基质相互作用。"这种设计策略不仅提升了催化活性，还显著增强了催化剂的耐久性。

研究团队采用创新方法防止金属原子在反应过程中聚集，确保了催化剂的稳定性。在实际应用测试中，该催化剂在海水分解系统中连续高效运行150小时以上，展现出良好的应用前景。通过计算机模拟和实验分析，研究人员发现单个铱原子作为活性位点，能够促进电子转移，提高氧气生产效率。

氢燃料作为一种清洁能源，在使用过程中不产生碳排放。这项突破性研究有助于推动绿色氢气规模化生产，为交通运输、能源储存和工业流程提供更实用、经济且可持续的解决方案。研究团队下一步计划将这种自重构策略扩展到其他地球储量丰富的金属体系，减少对贵金属的依赖，并探索在实际应用环境中的性能表现。

更多信息： Quan Quan 等人，异亚稳态相原子尺度自重排形成高密度单原子催化剂用于析氧反应，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》