氢能是一种清洁、高效、可再生的能源。我国作为能源生产和消费大国，发展氢能产业对推动绿色低碳转型、实现碳达峰碳中和目标至关重要，而高性能催化剂是氢能产业中尤为关键的一环。天然氢化酶能够高效催化氢气氧化还原，但其成本高、稳定性低、不易规模化生产，仿照其功能设计的类氢化酶纳米酶，可以克服天然酶的局限性，具有巨大应用潜力。目前开发新型高性能类氢化酶功能材料仍是研究的重点。

近期，《Science Advances》杂志在线发表了河南医学科学院、中原纳米酶实验室青年研究员康运卿等的最新研究进展（示意图）。作者们开发了一种创新的合成方法，利用介孔非晶态Ni-B作为载体，成功实现了Pt族单原子的高负载和均匀分散，展现了极高的类氢化酶活性。传统的单原子支持材料稳定性低且负载量受限，非晶态多孔Ni-B不仅能保持金属态的Pt而且在900 °C处理后仍能保持均匀分散。Pt的负载量可调节且最高可达到12.2 wt%，远高于目前报道的大部分单原子材料。该策略提出了一种控制Pt族单原子分散和负载量的通用方法，可用于合成多种多孔无定形Pt族单原子材料如M-Ni-B（M = Pt, Pd, Rh, Ru, Ir）和Pt-M-Ni-B（M = Rh, Ru, Ir）等。

示意图：多孔非晶态Pt₁-Ni-B材料的合成机制及其类氢化酶产氢应用

在本研究中，作者们在酸性电解液中评估了产氢性能。在贵金属Pt的负载量低于商业催化剂Pt/C的1/10的前提下，质量活性是Pt/C的20.7倍且更加稳定。该研究展示了无定形结构和多孔形态在仿生催化剂开发中的潜力，为高负载量单原子仿生材料的可控合成提供了新的思路与方法，进一步推动了新型高效、稳定的纳米酶催化材料在绿色能源领域的广泛应用。

名古屋大学Yusuke Yamauchi教授（中原纳米酶实验室学术委员会委员）与上海师范大学李和兴教授（国家杰青）为本文共同通讯作者，河南省医学科学院、中原纳米酶实验室青年研究员、日本学术振兴会（JSPS）外籍特别研究员康运卿博士为论文的唯一第一作者。上海师范大学张蝶青教授和蒋波教授为表征与分析提供了指导；日本国立物质材料研究所Ovidiu Cretu博士为原子力显微镜成像提供了技术支持；早稻田大学Toru Asahi教授和安徽工业大学万超副教授也为该研究给予了指导和帮助。该研究得到国家自然科学基金、JSPS博士后项目、JST-ERATO项目等的资助。