铂-稀土合金中的内禀自旋屏蔽效应提升氧还原活性

构建操纵自旋极化催化剂ORR性能的模型，并准确解耦自旋重构合金中的自旋状态与氧化物中间物种的吸附强度之间的关系。

近日，中国科学院长春应用化学研究所邢巍、中国科学技术大学葛君杰和香港科技大学黄勃龙等在电催化领域取得突破，揭示了铂-稀土合金中的内禀自旋屏蔽效应对氧还原反应活性的显著影响，这项研究发表在《国家科学评论》上。该研究为设计高效催化剂带来潜在希望，推动了可持续能源应用中改进的质子交换膜燃料电池的实现。研究人员通过稀土合金催化剂的研发，发现通过调节自旋对称性和电子结构，能够优化氧物种的吸附和脱附，从而实现高效的氧还原反应。

实验结果显示，在酸性电解质环境中，铂-稀土合金表现出卓越的电化学活性，同时具备可靠的耐久性。理论计算揭示了Gd配对的自旋屏蔽效应增加了Pt-5d轨道的自旋对称性，促进了自旋极化中间态的吸附。

这项研究对于理解自旋调控在电催化领域的重要性具有重要意义，并为设计新型高效电催化剂提供了重要的启示。未来，通过进一步研究自旋调控策略，有望实现更高内禀活性的氧还原反应过程，推动清洁能源技术的发展。