2023年10月30日，第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛在贵州大学圆满落幕。上海交通大学成功问鼎第十八届“挑战杯”全国总冠军，第六次捧得赛事最高荣誉“挑战杯”。

在本届“挑战杯”中，材料学院F19级本科生王奕博的个人作品《金属空气电池高效氧还原催化剂晶体场-磁场协同构筑及机理研究》斩获全国特等奖，参赛团队成员还包括学院F20级本科生叶聪、F21级本科生曾浩。作品的指导老师是重点实验室成员、凝固科学与技术研究所的付超鹏和孙宝德。

团队成员：王奕博、叶聪、曾浩

指导教师：付超鹏、孙宝德

项目介绍：铁单原子催化剂具有良好的氧还原催化活性，是燃料电池与金属空气电池正极催化材料的有力候选者。然而铁单原子在氧还原过程中氧吸附过弱，阻碍了活性的进一步提升。由于铁单原子位点具有自旋相关氧催化性质，调节铁单原子3d轨道自旋结构可以优化氧吸附，提高催化活性。本研究提出一种“晶体场-磁场协同策略”，实现了铁单原子自旋结构调控，利用一系列电化学原位光谱结合密度泛函理论计算阐明了自旋相关氧催化机理，实现了铁单原子氧还原催化活性的提升。这项工作为合理设计高性能铁单原子催化剂提供了理论指导，为发展燃料电池与金属空气电池做出贡献。项目第一负责人F19级本科生王奕博以独立一作在Angewandte Chemie和Chemical Engineering Journal上发表论文各一篇。