AFM: 通过调控钴位点局部电子自旋态以实现高效三重态氧转化

背景：面对化石能源危机和绿色低碳转型需求，开发高效稳定的锌空气电池成为构建新型能源体系的关键，但其应用受限于空气电极上氧还原与析氧反应动力学迟缓、催化活性不足等问题。研究目的：该研究旨在通过调控钴位点局部电子自旋态，开发高效双功能氧电催化剂，以提升锌空气电池性能。结论：团队创新性地在羟基氧化钴中掺杂非磁性元素钌，构筑Co–O–Ru共价键结构，成功将钴位点电子构型从中自旋态转变为高自旋态，制备的S-CoOOH-Ru催化剂展现出卓越的双功能催化性能，其氧还原与析氧反应性能指标优于多数同类催化剂；理论计算揭示高自旋Co³⁺与Ru位点的协同效应降低了反应中间体转化能垒，加速了反应动力学，为“自旋工程”设计氧电催化剂提供了新思路。