导语
氨硼烷制氢是氢能转化的重要路径，但其反应动力学缓慢制约了实际应用。近日，浙江大学肖学章/陈立新团队在《Advanced Functional Materials》 上发表突破性研究。团队采用碳热冲击法，在2.9秒内成功合成CuCoNiLa/C中熵合金催化剂，并通过稀土诱导电荷极化策略，在原子尺度构建出高效协同的活性位点，使氨硼烷甲醇解的转换频率（TOF）提升至147.9 molH₂ molcat⁻¹ min⁻¹，性能媲美贵金属催化剂。该研究为高效制氢催化剂的理性设计提供了新范式。
🔍 研究亮点
超快合成：碳热冲击法在2.9秒内实现中熵合金的精准可控合成，颗粒尺寸可在11.6–31.1 nm范围内调控。
性能卓越：优化后的CuCoNiLa₀.₃/C催化剂在30°C下TOF值达147.9 min⁻¹，表观活化能降低至31.3 kJ·mol⁻¹。
机制创新：La引入诱发电荷极化，形成正电La位点（吸附甲醇） 与负电Cu/Co/Ni位点（解离氢自由基） 的协同活性中心。
应用潜力：催化剂在温和条件下实现高效制氢，为氢能储运提供了低成本解决方案。
📊 图文解析
图1 机理设计
理论计算确认La为最优电子给体，其诱导的电荷极化优化了甲醇吸附与氢解离能垒。
图2-3 结构表征
XRD与HRTEM证实La成功融入合金晶格，CTS温度调控实现尺寸精确控制（690°C为最优条件）。
图4-5 性能优化
La掺杂量（CuCoNiLa₀.₃/C）与CTS温度（690°C）协同提升TOF，表观活化能降低12.1%。
图6 动力学模拟
分子动力学揭示La位点吸附能显著降低，自由能计算验证“吸附-活化”协同机制。
⚙️ 技术支撑
碳热冲击系统：瞬时高温（~2000 K）与快速冷却（~10⁵ K/s）抑制颗粒团聚，保障尺寸均一性。
稀土掺杂策略：利用La的强给电子性，通过电荷极化优化反应路径。
多尺度表征：结合XPS、EDS mapping等证实元素分布与电子结构调控。
理论计算平台：通过DFT与分子动力学模拟揭示原子级催化机制。
💎 总结展望
本研究通过碳热冲击合成与稀土诱导电荷极化的协同策略，成功解决了氨硼烷制氢反应动力学缓慢的难题。催化剂在温和条件下（30°C） 实现了147.9 min⁻¹的TOF值，且制备方法高效、可扩展。该工作不仅深化了对多步反应催化机制的理解，也为非贵金属催化剂的设计提供了新思路，未来有望推动氢能催化材料的实际应用。
文献信息
Rare‐Earth‐Induced Charge Polarization in Medium‐Entropy Alloy Driving Fast Hydrogen Generation
Advanced Functional Materials, 2025
DOI: 10.1002/adfm.202515235
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