氫氧燃料電池(HOFCs)被認為是實現新興綠色氫經濟的關鍵裝置，其能夠實現從氫到電的轉換。陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)作為HOFCs的一員，由于采用非貴金屬電催化劑可以實現陰極氧還原反應，因此被認為具有更廣闊的應用前景。

然而，AEMFC陽極氫氧化反應(HOR)的高活性嚴重依賴于Pt族金屬(PGM)基催化劑。然而，Pt族金屬的豐度和利用率較低，以及Pt族金屬基催化劑的表面易受低濃度(10 ppm)CO的毒害，嚴重限制了其廣泛應用。因此，迫切需要開發合適的策略來提高Pt族金屬基催化劑對CO的耐受性，以實現對Pt族金屬基催化劑的有效利用。

基于此，西北工業大學黃維和韓云虎等制備了一種原子分散的Pt錨定在包含預置孤立Co原子的氮摻雜的多孔碳骨架上(Pt₁@Co₁CN)，在pH通用范圍內表現出高HOR活性和耐久性。在酸性、堿性和中性介質中，低Pt負載量的Pt₁@Co₁CN催化劑在20 mV和50 mV下的質量活性分別為275.5 mA mg_Pt^-1、216 mA mg_Pt^-1和110 mA mg_Pt^-1，分別是商業PtRu/C催化劑的15、21.6和20倍。

此外，在酸性、堿性和中性電解液中，Pt₁@Co₁CN在0.1 V_RHE下連續運行6個小時后電流密度分別衰減了13.6%、14.6%和11.7%，而PtRu/C的電流密度分別衰減了22%、16%和20.3%，Pt/C的電流密度分別衰減了48.1%、44.1%和20.1%。

重要的是，Pt₁@Co₁CN催化劑的抗CO中毒性能遠遠優于商業化的PtRu/C和Pt/C催化劑，其在含1000 ppm CO的溶液中，在0.1 V_RHE的電壓下運行2000 s以上仍保持優異的HOR活性。

實驗結果和理論計算表明，當Pt原子嵌入到Co位附近的空位時，N和Pt原子之間發生了明顯的電子相互作用。此外，Pt位點的引入調節了靠近Co位點的局部碳層的電子結構，進一步影響了Co 3d軌道的分布。同時，催化劑中Co和Pt原子的反鍵態主要由d態向低能級移動，降低了ΔG_*H，促進了*H的吸附和解離，提高了催化活性。

綜上，該項研究表明，改變活性位點的電子結構可以對最終的催化性能產生良好的影響，這為開發具有優異電化學性能的原子分散Pt族金屬基催化劑提供了思路。

A Highly Efficient pH-Universal HOR Catalyst with Engineered Electronic Structures of Single Pt Sites by Isolated Co Atoms. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202306333