氨硼烷（NH₃BH₃，AB）因氢含量高（19.6 wt%）且常温稳定，是理想的储氢材料；

然而，其催化甲醇解制氢的大规模应用受限于甲醇脱氢动力学迟缓，尤其吸附与活化步骤尚未被清晰区分与系统研究，阻碍了高效催化剂的开发。

2025年10月26日，浙江大学陈立新、肖学章在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Rare-Earth-Induced Charge Polarization in Medium-Entropy Alloy Driving Fast Hydrogen Generation》的研究论文，Fei Chu为论文第一作者，陈立新、肖学章为论文共同通讯作者。

在本文中，作者提出了稀土诱导电荷极化策略，在CuCoNi中熵合金（MEA）中引入强给电子稀土元素，构建显著原子间电荷差异：带正电La原子通过静电作用优先吸附O原子，带负电Cu/Co/Ni原子向H自由基供电子促进其解离，实现“吸附-活化”协同，显著提升AB甲醇解制氢效率。

优化后的CuCoNiLa_0.3/C MEA纳米催化剂在30 °C下周转频率（TOF）达到147.9 mol_H2 mol_cat^-1 min^-1，较CuCoNi/C（98.1 mol_H2mol_cat^-1 min^-1）大幅提高，为设计高效AB甲醇解催化剂提供了可靠策略。

图1：氨硼烷甲醇解高性能催化剂的设计策略与元素筛选。（a）AB甲醇解速率决定步骤（RDS：CH₃OH吸附与活化）的能量变化示意图，象限图给出高效催化对应的ΔG_ads与ΔG_act最优区间；（b）电荷极化原子与甲醇分子间特异性静电吸引示意；（c）电子迁移机制图；（d）费米能级随迁移电子数变化示意图；（e）CuCoNiX（X=V、Cr、Nb、Mo、Ta、W、La、Ce）四元MEA体系中掺杂元素的平均原子电荷；（f）CuCoNiLa MEA电荷极化模型示意。

图2：CuCoNiLa₁/C与CuCoNi/C催化剂的结构表征。（a）不同CTS温度制备的CuCoNiLa₁/C催化剂的XRD谱图；（b）CuCoNi/C与CuCoNiLa₁/C催化剂的XRD对比；（c-d）690 °C制备的CuCoNi/C与CuCoNiLa₁/C催化剂的HRTEM图；（e-h）不同CTS温度制备的CuCoNiLa₁/C催化剂的XPS谱图。

图3：不同CTS温度制备的CuCoNiLa₁ MEA纳米颗粒催化剂的HAADF-STEM图、粒径分布图及EDS元素分布。（a）505 °C；（b）690 °C；（c）815 °C。

图4：氨硼烷甲醇解催化性能。（a-b）505、690与815 °C制备的CuCoNiLa₁/C MEA纳米颗粒催化剂的产氢曲线及对应TOF值；（c-d）CuCoNiLa_x/C-690 MEA纳米颗粒首次与第5次循环的产氢曲线及对应TOF值；（e）ΔS_mix、F_act及ΔS_mix*F_act与TOF和稳定性的关系。

图5：氨硼烷甲醇解反应动力学。（a）不同AB用量下的产氢曲线，内图为ln(r)对ln(n_AB)的关系图；（b）不同催化剂用量下的产氢曲线，内图为ln(r)对ln(m_cat)的关系图；（c-d）CuCoNiLa_0.3/C与CuCoNi/C MEA纳米颗粒催化剂在不同反应温度下的产氢曲线，内图为计算得到的表观活化能（E_a）。

图6：CuCoNi与CuCoNiLa MEA催化剂的理论研究。（a）FCC单相CuCoNi与CuCoNiLa_0.3 MEA中Cu、Co、Ni、La原子的平均原子电荷及对应结构模拟模型；（b）甲醇在CuCoNi与CuCoNiLa_0.3 MEA催化剂不同位点的吸附能；（c）模拟过程中CH₃OH吸附至催化剂的时间-距离曲线，内图为不同时刻结构模型；（d）CuCoNi/C与CuCoNiLa_0.3/C MEA催化剂在吸附、活化及脱氢过程中的能量变化；（e）CuCoNiLa_0.3 MEA催化剂性能优化机制。

综上，作者提出了“稀土诱导电荷极化”新策略，在CuCoNi中熵合金中引入La，使甲醇吸附与活化位点电荷分离，协同加速氨硼烷甲醇解氢生成，实现周转频率（TOF）达到147.9 mol_H2 mol_cat^-1 min^-1，显著优于无La催化剂。

该机制为设计高效非贵金属产氢催化剂提供通用思路，对氢能存储与现场供氢系统具有重要应用前景。