工信部第358批：6户8款燃料电池上榜！

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黄等人报道了利用N掺杂石墨烯作为基底合成一系列原子分散的过渡金属（例如Fe，部第Co或Ni）。根据单原子催化剂定义，燃料在EXAFS中，是不存在金属-金属键的。

就负载型催化剂而言，电池金属催化剂的催化活性与金属催化剂的粒径大小密切相关。研究证明，上榜相比于纳米级粒子，亚纳米团簇具有更好的催化活性或选择性。理论上来说，工信负载型金属催化剂的分散极限是以单原子的形式均匀分布在载体上，工信这是负载型金属催化剂的理想状态，此时，金属催化剂的每个原子都得到了充分的利用，每个单独的原子都是一个活性位点，催化效率得到大大提高。

此外单原子催化剂的制备大大减少贵金属的使用量，部第降低了制造成本，部第且催化性能明显优于传统负载型催化剂，催化活性、选择性达到了前所未有的高度。常见的载体缺陷有C缺陷、燃料O缺陷、燃料S缺陷、金属缺陷等，这些缺陷的存在会改变周围的电子结构和配位环境，导致出现空位和不饱和的配位位点作为陷阱，以此来锚定金属原子。

例如李亚栋和王定胜等利用ZIF-8的分子空腔作为宿主，电池实现了铁（III）乙酰丙酮分子（Fe(Acac)3）的空腔分离和封装（图3）。

但由于其优越的催化性能和潜在的成本优势，上榜人们在注重基础研究的同时，上榜应该加快推进单原子催化的工业应用研究，筛选出适合工业应用的单原子催化体系，开发具有规模化应用前景的制备技术，推动单原子催化在各个领域的广泛应用，尽早造福社会。有鉴于此，工信吕昭平团队开发出了一种不含非金属元素的铁基块体非晶，工信其直径超过10mm，属于Fe–Co–La–Ce–Al–Cu系.通过研究发现，在冷却的过程中，发生了相分离，形成了Fe富集和Fe贫乏的液体区，接着在随后的冷却中，立方结构的Fe(Co,Al)固溶体和Ce(Fe,Co)2中间相从富集Fe的区域形成，而剩余的Co–La–Ce–Al–Cu系则被玻璃化形成非晶基体。

第一性原理计算结果表明，部第选择电负性和原子尺寸与被替代元素接近的替代元素作为合金化元素能够更有效地降低奥氏体型晶相滑移面上的电子浓度转移，部第进而降低层错能。一般来说，燃料可以通过内生或外加的方法可在非晶合金中引入第二相，燃料通过调控第二相的特征（即结构、尺寸、体积分数、分布等），可以使复合材料中的韧性第二相有效地阻碍单一剪切带的扩展，促使剪切带萌生、相互交叉，形成多重剪切带，极大提高了非晶合金材料的塑性和韧性。

但是，电池非晶塑性变形不像晶态金属中的位错变形机制，电池非晶的室温变形主要通过局域剪切进行，屈服后材料的塑性变形主要集中在数量有限的几条剪切带中，不能承受后续的加载，因此常呈现出无预警的脆性断裂特征。上榜Figure1Al含量对(Cu0.5Zr0.5)100−xAlx合金的组织特征的影响以及Zr48Cu47.5Al4Co0.5样品的SEM像及拉伸前后的XRD谱[2]ZhangZY,WuY,ZhouJ,SongWL,CaoD,WangH,LiuXJ,LuZP.Intermetallics,2013;42:68在系统的研究完Al和Co元素对CuZrAl体系非晶复合材料组织和力学性能的影响之后。