一种新的设计概念表明，存在于铂硒化物（PtSe₂）表面的原子级铂可以在气体反应中发挥催化作用。该概念有望被用于二氧化碳转化、一氧化碳减排等大气污染问题的解决，发展成为下一代气相催化技术。
KAIST表示，由化学系 Park Jeongyoung 讲席教授研究团队，与忠南大学 Kim Hyunyu 教授、美国中佛罗里达大学（UCF） Jung Yeonwoong 教授研究团队共同开展的研究中，成功利用暴露在铂硒化物表面的铂原子，实现了一氧化碳氧化性能的提升。相关成果于22日公布。
铂硒化物是由铂（Pt）和硒（Se）以层状结构结合而成的二维材料。已知这种材料具有优异的结晶性，并可通过精确调控层间相互作用，实现对多种物理、化学性质的调节。
为最大化铂硒化物的催化性能，联合研究团队将原本块状铂催化剂形式中的铂原子高密度分散到表面，使得即便使用少量铂，也能诱导更多的催化反应。
同时，通过调控表面电子结构，增强铂与硒之间的电子相互作用，在这一过程中制备出数纳米厚度的铂硒化物薄膜，在相同条件下，使其一氧化碳氧化性能优于普通铂薄膜。
由此，在表面上，一氧化碳与氧气能够以相近比例均匀吸附，二者发生反应的机会大幅增加，催化反应显著增强。
性能提升的关键在于，通过“硒缺陷（Se-vacancy）”扩大了表面暴露的铂原子数量，从而增加了可供气体分子附着的吸附位点。
联合研究团队通过在浦项加速器研究所开展的常压 X 射线光电子能谱（AP-XPS）分析，实时确认了铂原子在反应过程中充当吸附位点的事实。得益于可在常压环境下观测到纳米级（约1纳米）表面的高端设备，这类高精度分析才得以实现。
同时，通过计算机模拟（密度泛函理论）证明，从理论上看，铂硒化物具有不同于普通铂的电子流动特性。所谓密度泛函理论，是指以电子密度为基础计算体系总能量的一种方法。
Park Jeongyoung 教授表示：“本研究以不同于传统铂催化剂的二维层状结构铂硒化物为基础，提出了在气体反应中引出特化催化功能的新设计策略，具有重要意义。”他还表示：“铂与硒之间的电子相互作用，形成了一氧化碳与氧气能够平衡吸附的反应条件，并通过在所有温度下都使其反应性高于传统铂的设计，提高了其在实际现场应用的可能性。”
另外，本研究由 KAIST 化学系 Han Gyuho 博士、忠南大学新材料工程系 Choi Hyuk 博士、仁荷大学 Kim Jonghun 教授共同担任第一作者。研究结果（论文）已于本月3日发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。
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