... 质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells， PEMFCs）作为一种零碳排放的新型供 能系统， 近年来在新能源汽车领域得到广泛的应用. PEMFCs的阴极反应为氧气还原反应（Oxygen reduction reaction， ORR）， 阳极反应为氢气氧化反应（Hydrogen oxidation reaction， HOR）. 目前绝大部 分的实用PEMFCs以Pt基催化剂催化ORR和HOR反应. 但是， Pt的价格相当高， 使催化剂成本占PEMFCs总成本的比例高达41%， 其中ORR反应端缓慢的动力学使其在PEMFCs系统的搭建中消耗掉约80%的Pt［42］， 严重制约了PEMFCs的低成本商业化发展. 因此， 发展低Pt载量甚至非贵金属基的高活性ORR催化剂在近年来成为了产业界和学术界共同关注的热门课题， 而单原子催化剂极高的原子利用率和独特的化学活性使其在ORR反应中具有广阔的应用前景. 由于单原子Pt催化剂在ORR反应中会催化氧气的部分还原， 生成对燃料电池有毒化作用的H₂O₂［43］， 对ORR单原子催化剂的研制集中在Fe、 Co等过渡金属上［44~47］. XAFS技术在这些材料配位结构的判别和作用机理的阐释中发挥了重要的作用. ...

... 质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells， PEMFCs）作为一种零碳排放的新型供 能系统， 近年来在新能源汽车领域得到广泛的应用. PEMFCs的阴极反应为氧气还原反应（Oxygen reduction reaction， ORR）， 阳极反应为氢气氧化反应（Hydrogen oxidation reaction， HOR）. 目前绝大部 分的实用PEMFCs以Pt基催化剂催化ORR和HOR反应. 但是， Pt的价格相当高， 使催化剂成本占PEMFCs总成本的比例高达41%， 其中ORR反应端缓慢的动力学使其在PEMFCs系统的搭建中消耗掉约80%的Pt［42］， 严重制约了PEMFCs的低成本商业化发展. 因此， 发展低Pt载量甚至非贵金属基的高活性ORR催化剂在近年来成为了产业界和学术界共同关注的热门课题， 而单原子催化剂极高的原子利用率和独特的化学活性使其在ORR反应中具有广阔的应用前景. 由于单原子Pt催化剂在ORR反应中会催化氧气的部分还原， 生成对燃料电池有毒化作用的H₂O₂［43］， 对ORR单原子催化剂的研制集中在Fe、 Co等过渡金属上［44~47］. XAFS技术在这些材料配位结构的判别和作用机理的阐释中发挥了重要的作用. ...

... 质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells， PEMFCs）作为一种零碳排放的新型供 能系统， 近年来在新能源汽车领域得到广泛的应用. PEMFCs的阴极反应为氧气还原反应（Oxygen reduction reaction， ORR）， 阳极反应为氢气氧化反应（Hydrogen oxidation reaction， HOR）. 目前绝大部 分的实用PEMFCs以Pt基催化剂催化ORR和HOR反应. 但是， Pt的价格相当高， 使催化剂成本占PEMFCs总成本的比例高达41%， 其中ORR反应端缓慢的动力学使其在PEMFCs系统的搭建中消耗掉约80%的Pt［42］， 严重制约了PEMFCs的低成本商业化发展. 因此， 发展低Pt载量甚至非贵金属基的高活性ORR催化剂在近年来成为了产业界和学术界共同关注的热门课题， 而单原子催化剂极高的原子利用率和独特的化学活性使其在ORR反应中具有广阔的应用前景. 由于单原子Pt催化剂在ORR反应中会催化氧气的部分还原， 生成对燃料电池有毒化作用的H₂O₂［43］， 对ORR单原子催化剂的研制集中在Fe、 Co等过渡金属上［44~47］. XAFS技术在这些材料配位结构的判别和作用机理的阐释中发挥了重要的作用. ...

... 质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells， PEMFCs）作为一种零碳排放的新型供 能系统， 近年来在新能源汽车领域得到广泛的应用. PEMFCs的阴极反应为氧气还原反应（Oxygen reduction reaction， ORR）， 阳极反应为氢气氧化反应（Hydrogen oxidation reaction， HOR）. 目前绝大部 分的实用PEMFCs以Pt基催化剂催化ORR和HOR反应. 但是， Pt的价格相当高， 使催化剂成本占PEMFCs总成本的比例高达41%， 其中ORR反应端缓慢的动力学使其在PEMFCs系统的搭建中消耗掉约80%的Pt［42］， 严重制约了PEMFCs的低成本商业化发展. 因此， 发展低Pt载量甚至非贵金属基的高活性ORR催化剂在近年来成为了产业界和学术界共同关注的热门课题， 而单原子催化剂极高的原子利用率和独特的化学活性使其在ORR反应中具有广阔的应用前景. 由于单原子Pt催化剂在ORR反应中会催化氧气的部分还原， 生成对燃料电池有毒化作用的H₂O₂［43］， 对ORR单原子催化剂的研制集中在Fe、 Co等过渡金属上［44~47］. XAFS技术在这些材料配位结构的判别和作用机理的阐释中发挥了重要的作用. ...

... Mehmood等［48］结合分步浸渍和两步煅烧， 成功在以ZIF-8为模板的氮掺杂多孔碳上负载了载量高达7%的Fe单原子位点［图10（A）］， 获取的催化剂表现出优异的ORR性能（酸性反应条件下半波电位高达0.815 V）. 他们还以此催化剂为基础组装单片PEMFC进行测试， 证实了该催化剂的商业应用前景. 通过EXAFS［图10（B）和（C）］和穆斯堡尔谱［图10（D）和（E）］的综合分析， 他们深入阐释了Fe物种在经历了高温活化过程后近邻结构由Fe-N、 Fe-O复杂混合配位转化为Fe-N₄均匀构型的变化过程， 为ORR单原子催化剂的合理设计提供了全新的思路. ...