甲酸燃料电池是最有希望在未来应用于便携式电子设备的电池之一，虽然贵金属如铂（Pt）和钯（Pd）通常被认为是是现今对于甲酸氧化反应（FOR）最有效的催化剂，然而，它们较差的单位质量活性与抗中毒性却阻碍了甲酸燃料电池的应用，因此，为了满足甲酸燃料电池的应用需求，必须开发新型的FOR电催化剂。

有鉴于此，清华大学李亚栋院士和王定胜副教授等在Nature Nanotechnology发表了他们关于铑（Rh）单原子负载的氮掺杂碳（SA-Rh/CN）电催化剂催化氧化FOR成果，SA-Rh/CN材料有效地解决了FOR催化剂单位质量活性低与抗中毒性差的问题。

本文要点

要点1. 通过原位合成法合成Rh/ZIF-8前驱体，并通过900 ^oC煅烧，成功合成了SA-Rh/CN电催化剂，表征发现，合成的SA-Rh/CN与ZIF-8展现出相似的六方形貌，并且其中Rh单原子分布均匀。

要点2. 尽管Rh/C电催化剂的FOR活性较低，SA-Rh/CN的单位质量活性与最新的Pd/C和Pt/C电催化剂相比却分别提高了28倍和67倍，同时，SA-Rh/CN的抗CO中毒性能也显著增强。经过长时间测试后，Rh单原子的团聚现象并不明显，具有出色的催化稳定性。

要点3. DFT计算表明，在SA-Rh/CN表面，甲酸（HCOOH）先分解为HCOO*，然后再被氧化为CO₂。同时根据计算结果，在SA-Rh/CN表面要生成CO的反应能垒较高，同时SA-Rh/CN表面与CO的亲和性较弱，导致了SA-Rh/CN有很好的抗CO中毒性能。

基于以上讨论，该论文报道了一种极为高效的FOR电催化剂，同时也为今后FOR电催化剂的开发提供了崭新的思路。

参考文献：

Xiong et al., Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation, Nat. Nanotech., 2020.

DOI: s41565-020-0665-x

https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x