2020年12月23日，《Energy & Environment Science》刊發華中科技大學化學與化工學院夏寶玉教授團隊最新研究成果《Local Spin-State Tuning of Cobalt-Iron Selenide Nanoframes for the Boosted Oxygen Evolution》。該團隊聚焦能源材料的服役與失效研究，此項工作則闡述了該團隊在高效鐵鈷硒析氧催化劑中自旋電子學的最新研究進展。采用鐵摻雜調控鈷位點的局域自旋態，從而獲得高價態鈷活性位點并提升其析氧催化活性。該方法將電子自旋學及調控與能源材料有效地結合起來。華中科技大學為第一作者單位，化學與化工學院夏寶玉教授為論文通訊作者。
電解水制氫技術的發展受限于其緩慢的陽極析氧反應,因此開發高活性的陽極電催化劑對于改善電解水至關重要。在眾多研究中，表面（羥基）氫氧化物中的高價鈷活性位點是高效催化活性的來源，但其高價鈷活性位點的形成和調控機制尚不清晰。這項工作中，該團隊嘗試利用較高的鈷自旋態來改善硒化鈷納米框架的催化活性。實驗和計算結果表明，適度的鐵摻雜可以優化相鄰鈷原子的自旋態，從而促進高價鈷的形成。這項工作提出了一種基于摻雜誘導自旋態調控的新觀點，并從電子自旋調控角度解釋了鐵摻雜獲得高活性硒化鈷的機制，將電子自旋態調控與關鍵能源材料有效地結合起來，有望激發研究人員對化學、電子學、材料設計和能源技術之間多學科交叉的研究興趣，對發展關鍵催化材料具有重要科學意義和應用價值。該研究得到了國家自然科學基金、華中科技大學以及化學與化工學院和武漢光電國家研究中心等各方面的支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0EE03500A
