近日，斯洛文尼亚国家化学研究院（National Institute of Chemistry, Ljubljana）马宇飞副教授团队联合郑州大学材料科学与工程学院李修敏老师，在新型单原子催化剂构建方面取得重要进展。传统单原子催化剂（Single-Atom Catalysts, SACs）中，金属单原子（M₁）与载体之间往往存在强相互作用，使 M₁ 位点呈高价态，在某些需要金属态活性中心的反应中催化性能受限。单原子合金催化剂（Single-Atom Alloys, SAAs）通过金属-金属配位实现 M₁ 位点的金属态，并展现 free-atom-like d state 的电子特征。然而，SAAs 中金属键较弱，通常需极低负载量或昂贵设备合成，且稳定性有限。

针对上述问题，研究团队创新性地提出在 SACs 载体表面引入2-3原子层的纳米金属层，构建出新型表面单原子合金催化剂（Surface Single-Atom Alloys, SSAAs）—Pt₁-Mo_L-Mo₂C SSAAs。该体系兼具 SAAs 的 free-atom-like d state电子结构与 SACs 可调控载体的多样性。在 1 M KOH 电解液中，Pt₁-Mo_L-Mo₂C SSAAs 实现了仅需 12 mV 的过电位即可达到 10 mA cm⁻² 的电流密度，Tafel 斜率低至 17 mV dec⁻¹，性能远超传统 Pt₁/Mo₂C SACs、Pt₁-Mo SAAs 以及商业 20% Pt/C 催化剂，并表现出优异的稳定性。该工作不仅提出了一种融合 SACs 与 SAAs 优势的新范式 (SSAAs)，拓展了单原子催化剂的类型，也为 SSAAs 的合理设计提供了重要的理论参考。

相关研究成果以“Surface Single Atom Alloys for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction”为题，发表在国际顶级材料期刊《Advanced Materials》（DOI: 10.1002/adma.202502989）上。郑州大学材料科学与工程学院为该成果的共同通讯单位，李修敏副教授为共同通讯作者。该研究得到了欧盟欧洲研究委员会（ERC）、河南省科技厅等多项科研项目资助。（供稿人：李修敏）