李玉良院士领衔！吉林大学薛玉瑞最新Nature子刊 | 自高自旋过渡金属原子驱动酸性析氧反应！

背景：酸性析氧反应（OER）是质子交换膜水电解槽（PEMWEs）的关键反应，但其动力学缓慢且严重依赖铱、钌等贵金属催化剂。开发低成本、高活性、高稳定性的非贵金属替代催化剂是重大挑战。研究目的：本研究旨在通过石墨炔（GDY）诱导钴基氧化物产生高自旋态，构建高效稳定的酸性OER催化剂，以替代贵金属。结论：作者成功合成了一种石墨炔诱导的高自旋态钴基氧化物（HSS-CoOx/GDY）。石墨炔的富电子特性通过金属-碳键引发CoO₆八面体的姜-泰勒畸变，降低了晶体场分裂能，促使钴离子从低自旋态转变为高自旋态。这种高自旋态打破了OER过程中的自旋禁阻效应，优化了对反应中间体的吸附/解吸，显著提升了OER活性和稳定性。基于该催化剂的PEMWE在1.80 V电压下实现了1.0 A cm⁻²的电流密度，并表现出优异的长期稳定性。该研究证明了通过自旋态工程调控过渡金属催化剂性能的可行性。