摘要：2025年3月12日，福建师范大学黄艺吟、中国科学技术大学谈鹏、扬州大学孙元元在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表了题为《Interfacial Disorder Platinum Boosts Trifunctiona
将肼燃料电池与整体肼分解相结合，构建了一种可持续的自驱动氢气生成策略，但在同步三功能催化方面面临着基础性挑战。
2025年3月12日，福建师范大学黄艺吟、中国科学技术大学谈鹏、扬州大学孙元元在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表了题为《Interfacial Disorder Platinum Boosts Trifunctional Performance for Hydrazine-Assisted Self-Driven Hydrogen Generation》的研究论文，Jiajun Luo、Rui Yang、Yanyi Ma为论文共同第一作者，黄艺吟、谈鹏、孙元元为论文共同通讯作者。
黄艺吟，研究员，博士生导师。2014年中科院海西研究院公派赴香港科技大学从事博士后研究（合作导师：赵天寿院士），主持国家自然科学基金面上项目一项，青年项目一项和福建省面上基金项目一项，青年基金项目一项，参与多项国家及中科院研究项目。
黄艺吟主要从事无机材料的可控合成及其在新能源电化学转换中的应用，累计发表SCI论文70余篇，第一或通讯作者论文包括国际知名期刊Adv. Mater. 、Nano Today、Adv. Sci.、J. Mater. Chem A 、ACS Energy Lett.、Adv. Funct. Mater.、Appl. Catal. B-Environ.和Nano Energy 等。
谈鹏，教授，2012年本科毕业于清华大学能源动力系统及自动化，2016年博士毕业于香港科技大学，后于香港理工大学就读博士后，毕业后于中国科技大学工作。
谈鹏教授主要从事新型电池系统（离子电池、金属空气电池等）前沿课题的相关研究，已在Energy & Environmental Science、Progress in Energy and Combustion Science、Advanced Energy Materials等能源与热科学领域权威期刊发表SCI学术论文70余篇，引用1400余次；申请发明专利11项。担任Journal of Power Sources、Applied Energy、Energy Conversion and Management等多个能源与热科学领域期刊审稿人。
孙元元，2016年9月至2020年8月就职于美国加州大学-圣巴巴拉分校博士后工作，合作导师：Michael Doherty院士。2020年9月份，入职扬州大学化学化工学院。
主要的研究方向为有机分子（特别是药物分子）晶体材料生长机理和生长形貌的理论研究以及过渡金属催化反应机理的理论研究等。
在本文中，作者通过在相邻的铂（Pt）粒子之间引入碳缺陷，重新配置界面处的铂原子排列，从而通过控制缺陷与金属相互作用产生无序的铂位点。
机理研究表明，这些亚稳态构型同时优化了氢吸附能量（*H），并加速了氧还原过程（*O2→*OOH）和肼氧化过程（*N2H4→*N2H3）的脱氢反应。最终，这种催化剂实现了1.08 mmol h-1的自驱动氢气生成，其性能与混合贵金属电极系统在集成的氢气生成-肼氧化-氧还原反应中的表现相当。
本工作构建了一种缺陷介导的原子工程范式，用于多反应级联系统，展示了可持续能源转换中关键的界面无序与性能关系。
图1：电子显微镜表征
图2：基于同步辐射的XAS分析
图3：电子结构和表面相结构表征
图4：Pt原子在不同位点吸附的顶视图和侧视图以及相应的吸附能
图5：三电极电化学性能
图6：混合电解槽的性能
图7：肼燃料电池（HzFC）与整体肼分解（OHzS）耦合系统在自驱动氢气生成中的性能
图8：DFT计算
综上，作者通过在铂（Pt）颗粒与缺陷碳（defective carbon, DC）之间引入界面无序结构，开发了一种用于自驱动氢气生成的三功能催化剂（id-Pt/DC）。
该催化剂在肼（N2H4）辅助的电解水过程中表现出卓越的析氢反应（HER）、肼氧化反应（HzOR）和氧还原反应（ORR）性能，实现了高效的自驱动氢气生成。
id-Pt/DC催化剂在自驱动氢能系统中的高效表现，为开发新型可持续能源转换技术提供了重要参考，尤其在降低系统复杂性和提高能源利用效率方面具有显著优势。其在肼燃料电池和电解水耦合系统中的应用前景广阔，有望推动氢能技术的商业化发展。
Interfacial Disorder Platinum Boosts Trifunctional Performance for Hydrazine-Assisted Self-Driven Hydrogen Generation, Adv. Funct. Mater. (2025), https://doi.org/10.1002/adfm.202503066.
来源：朱老师讲VASP