一氧化碳（CO）中毒严重限制了燃料电池的选择性、活性和长期寿命，例如氧还原反应（ORR）、甲醇氧化（MOR）等。研究表明，通过调整化学成分、形状、增强的电化学活性表面积（ECSA）和暴露的催化剂表面结构，可以显着提高燃料电池的性能。然而，CO中毒与铂（Pt）基催化剂活性丧失之间的关系仍不清楚。基于此，中科院化学研究所李玉良院士和Lan Hui博士后（共同通讯作者）等人报道了通过简单的电化学沉积策略由多孔石墨炔（GDY）六方环的域限制效应诱导可控的合成单镍（Ni）原子合金铂（Pt）六方纳米晶体（NiPtSAA/GDY）催化剂。值得注意的是，研究结果表明Pt NCs的尺寸和形貌可以通过GDY轻松调控，单个Ni原子与Pt NCs的合金化会导致晶格畸变，从而有效降低反应动力学势垒并提高催化活性。NiPtSAA/GDY的尺寸均匀，接近2.18 nm，原子晶格畸变，同时通过高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）和详细表征和理论计算证实了NiPtSAA/GDY的结构。实验测试发现，NiPtSAA/GDY催化剂在1 M KOH中表现出对MOR的耐久性和活性显著提高，在70 h后MOR的比活性仍保持70%。此外，NiPtSAA/GDY对MOR的质量活度（4.40 A mgPt-1）和比活性（136.78 mA cm-2），分别是商用Pt/C（0.91 A mgPt-1和52.13 mA cm-2）的5.37 倍和2.62 倍。实验分析表明，MOR过程的耐久性由Pt0物种决定，而Pt2+、Pt4+在NiPtSAA/GDY中具有较高的质量/比活性，但极易受到CO中毒的影响，从而导致电催化活性的快速丧失。该研究结果为高度依赖化合价和反应性的设计和合成提供了坚实的基础，同时避免了协同CO中毒，也为新型催化剂的设计提供了一般途径。Atomic alloys of nickel-platinum on carbon network for methanol oxidation. Nano Energy, 2022, DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.106984.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.106984.
