夏宝玉课题组：高效铁钴硒析氧催化剂中自旋电子学的最新研究进展

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2020年12月23日，《Energy & Environment Science》刊发华中科技大学化学与化工学院夏宝玉教授团队最新研究成果《Local Spin-State Tuning of Cobalt-Iron Selenide Nanoframes for the Boosted Oxygen Evolution》。该团队聚焦能源材料的服役与失效研究，此项工作则阐述了该团队在高效铁钴硒析氧催化剂中自旋电子学的最新研究进展。采用铁掺杂调控钴位点的局域自旋态，从而获得高价态钴活性位点并提升其析氧催化活性。该方法将电子自旋学及调控与能源材料有效地结合起来。华中科技大学为第一作者单位，化学与化工学院夏宝玉教授为论文通讯作者。

       电解水制氢技术的发展受限于其缓慢的阳极析氧反应,因此开发高活性的阳极电催化剂对于改善电解水至关重要。在众多研究中，表面（羟基）氢氧化物中的高价钴活性位点是高效催化活性的来源，但其高价钴活性位点的形成和调控机制尚不清晰。这项工作中，该团队尝试利用较高的钴自旋态来改善硒化钴纳米框架的催化活性。实验和计算结果表明，适度的铁掺杂可以优化相邻钴原子的自旋态，从而促进高价钴的形成。这项工作提出了一种基于掺杂诱导自旋态调控的新观点，并从电子自旋调控角度解释了铁掺杂获得高活性硒化钴的机制，将电子自旋态调控与关键能源材料有效地结合起来，有望激发研究人员对化学、电子学、材料设计和能源技术之间多学科交叉的研究兴趣，对发展关键催化材料具有重要科学意义和应用价值。该研究得到了国家自然科学基金、华中科技大学以及化学与化工学院和武汉光电国家研究中心等各方面的支持。
       论文链接：https://doi.org/10.1039/D0EE03500A


        文章来源：华中科技大学
        夏宝玉，华中科技大学教授，博士生导师。2010年毕业于上海交通大学大学，获工学博士学位。2011年至2016年在新加坡南洋理工大学能源研究所和化学与生物工程学院工作。主要从事结构功能材料的设计及其在能源、环境等领域应用的教学与研究工作，包括研发新型水电解池、燃料电池、金属空气电池以及二氧化碳转换等能源技术，并在新能源与新材料工程领域取得一系列创新性研究成果。近些年在国际学术期刊发表论文49篇，包括Nat. Energy 1篇，Nat. Commun. 1篇，J. Am. Chem. Soc. 3篇，Angew. Chem. Int. Ed. 6篇，Adv. Mater. 2篇，Energy Environ. Sci. 1篇等。发表论文包括2篇ESI热点论文 (hot paper) 、15篇ESI高被引论文、4篇封面论文、1篇VIP论文和2篇热点论文 (Angew. Chem.)，研究成果被ChemistryViews和MaterialsViews等多个国内外媒体报道。截止目前，论文被国内外同行引用超过2500余次，单篇最高被引用次数达到250次，单篇引用次数超过100次的有12篇，H指数25。2016年获RSC Top 10 Reviewers for J Mater Chem.