中科大江俊团队: 揭示电子自旋对氧还原反应催化剂选择性影响

本文由中国科学技术大学江俊教授团队与河南省科学院智慧创制研究所钟文辉特聘研究员合作，通过密度泛函理论计算，研究了电子自旋对二维氮掺杂石墨烯负载的双原子（Fe和Mn）催化氧还原反应（ORR）选择性的影响。研究发现，通过调控Fe-Mn-N₆-C上的自旋态和活性中心，可以实现ORR反应的选择性控制。单Fe或Mn原子活性位点主要遵循2电子路径，对过氧化氢（H₂O₂）产生高选择性；而双Fe和Mn活性位点则有利于4电子路径，促进水的生成。这一发现不仅增强了对自旋相关催化剂的理解，还为开发高性能催化剂提供了理论基础。该研究成果发表在《Journal of Materials Chemistry A》上，并入选为hot article。