部位分離型金属触媒を設計するための信頼性の高い方法は、金属間化合物のバルク合成である。 合金とは異なり、金属間化合物は長い周期的な原子秩序を持ち、表面偏析の影響を受けにくいため、活性サイトの核度（サイズ）と組成（二元対三元）を定義するための理想的なシステムである。 我々は、慎重に選択された金属間化合物系が、不均一系触媒において知られている中で、最も厳密に定義された金属ベースの活性部位を可能にすることを実証する（大胆な発言であることは確かだが、このプレゼンテーションの最後には、皆さんが同意してくれることを願っている！）。 Pd-(M)-Znγ-真鍮相（M = Zn, Pd, Cu, Ag, Au）は、Znマトリックス中に孤立した、核と組成を制御したPd-M-Pd活性アンサンブルの合成をユニークに可能にする。
原型的なPd8 Zn44構造は孤立したPd原子のみを含むが、γ相の範囲内でZn置換（Pd8+xZn44-x,x= 0-2）によってPd濃度を増加させると、バルク中に一定数のPd-Pd-Pd三量体が形成される。 これらの多原子ヘテロ核活性サイトは、Pd単原子や完全配位Pdとは触媒的に異なるものであり、Pd-M-Pdシリーズの中でも異なるものである。 これらの触媒を用いて、エチレンと水素が豊富な環境下でのアセチレンの半水素化において、活性部位の核数が予想外に大きく影響することを定量化した。 三量体を含むPd9Zn43とPd10Zn42は、三量体を含まないPd8Zn44に比べて活性が約1000倍高いが、後者はアセチレンを選択的に水素化することでエチレンを正味獲得する。 Pd2M三量体は、Pd単量体および三量体を含む表面と同等の活性と選択性を示した。 実験的傾向は、DFT予測と強い一致を示しており、金属間化合物相を介して活性サイトの核性と組成を制御できることを証明している。
さらに、金属間化合物によって明確に定義された活性サイトによって、g-brass Pd-(M)-Zn上でのエチレン水素化反応における見かけの活性化エネルギーと反応次数を厳密に捕らえたマイクロ運動論モデルを開発できることを実証した。 後期遷移金属表面におけるエチレン水素化反応の速度論を研究するこれまでの研究では、Langmuir-Hinshelwoodフレームワークの中で、H*がエチレンと競合することなく吸着できる「特別な」サイトを使用する必要があった。 このようなサイトの分子レベルでの定義は、エチレンと水素の混合被覆と吸着物の大きさの違いという複雑な組み合わせから生じるため、つかみどころがない。 Pd1とPd3のサイトを分離することで、すべての可能なエチレン-水素共吸着構造と水素化反応経路を正確に定義することができ、サイト要件の正確な定義が明らかになった。 Pd3三量体はPd1単量体よりも3桁高いターンオーバー頻度を示し、三量体はエチレンと水素の共吸着と安定な水素化遷移状態を可能にするのに十分な隣接Pd原子を提供する。 DFTに基づくマイクロ動力学モデリングでは、エチレンの反応次数はゼロに近く、水素の反応次数はユニティーであることが予測され、実験結果と一致した。
