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研究概述
Advanced Materials
由于缺乏结构明确的催化剂和有效的自旋调控工具，理解氮配位单金属原子（M-N-C）电催化剂在氧还原和析氧反应（ORR 和 OER）中的自旋依赖活性仍然具有挑战性。在此，作者团队通过将沉积在聚合物保护的磁性纳米颗粒上的酞菁钴（CoPc）负载的炭黑制备成磁场集成的异质分子电催化剂，解决了这两个挑战。内置磁场可以在不改变原子结构的情况下将钴中心从低自旋态转变为高自旋（HS）态，使周转频率提高一个数量级，ORR的过氧化氢选择性提高50％，OER的磁电流增强约4000％。这种催化剂可以显著减少磁体的使用，能够在100cm2的电解槽中安全连续生产纯过氧化氢溶液100小时。这里展示的新策略也适用于其他基于金属酞菁的催化剂，为研究自旋相关的电化学过程提供了一个通用平台。
该文章以“Spin Manipulation of Heterogeneous Molecular Electrocatalysts by an Integrated Magnetic Field for Efficient Oxygen Redox Reactions”为题，发表在《Advanced Materials》（IF=27.4）上，并被选为封面文章。澳大利亚悉尼大学魏力高级讲师、陈元教授、日本东北大学李昊副教授为该论文的共同通讯作者，于子勋为论文第一作者。
文章信息
Advanced Materials
Spin Manipulation of Heterogeneous Molecular Electrocatalysts by an Integrated Magnetic Field for Efficient Oxygen Redox Reactions. Zixun Yu, Di Zhang, Yangyang Wang, Fangzhou Liu, Fangxin She, Jiaxiang Chen, Yuefeng Zhang, Ruijie Wang, Zhiyuan Zeng, Li Song, Yuan Chen*, Hao Li*, Li Wei*. Adv. Mater. 2024, 2408461
https://doi.org/10.1002/adma.202408461
作者信息
Advanced Materials
魏力 高级讲师
魏力，悉尼大学化学和生物分子工程学院高级讲师。分别于清华大学和南洋理工大学获得工学学士和博士学位。于2016年加入悉尼大学。目前也受澳大利亚研究基金会未来学者基金资助。主要研究方向是基于碳基及金属氧化物和有机金属小分子在水，氢气，氧气，二氧化碳和生物质小分子相关催化转化中的应用及器件研发。至今已在杂志发表论文160多篇，包括Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Energy & Environmental Science, Journal of American Chemcial Society等权威杂志。
陈元 教授
陈元，悉尼大学化学和生物分子工程学院教授。本科、硕士毕业于清华大学，博士毕业于耶鲁大学。2005-2015年任南洋理工大学助理教授、副教授。2015年起任悉尼大学教授。2017年当选澳大利亚皇家化学会会士，2018年当选英国皇家化学会会士。目前还担任国际期刊Carbon和Journal of Alloys and Compounds编辑。主要研究方向是碳纳米材料的可控合成、组装和其在能源和环境方向的应用。
李昊 副教授
李昊，日本东北大学-材料科学高等研究所（WPI-AIMR）副教授、“数字催化实验室（DigCat）“ 负责人。李昊于 2019 年博士毕业于美国德克萨斯大学奥斯汀分校化学系及 Oden 科学与工程计算中心。2017 年在加州大学洛杉矶分校的纯粹与应用数学中心 (IPAM) 担任访问研究员。2020-2022 年初于丹麦科技大学物理系从事博士后工作，师从 Jens K. Nørskov 教授。李昊课题组主要从事催化和材料理论推导、理论计算方法及机器学习算法开发、新型催化剂设计。至今已在杂志发表论文220余篇，h因子55，总引用>10000次，包含 Nature Catalysis、Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Energy & Environmental Science、ACS Catalysis 等权威杂志。李昊曾获一系列国际奖项和荣誉，包括“表面科学青年学者”荣誉(2022 美国化学年会)、被美国化学工程师协会 (AIChE) 评为“年度最佳基础学科研究”。经由斯坦福大学和爱斯维尔出版社统计，入选 2021 及 2022 年度世界高被引学者。被世界知名高校及顶级会议邀请作报告 40 余次。
团队相关成果：
【封面作品】ACS Catal. 悉尼大学魏力&东北大学李昊：氧化碳纳米管的曲率依赖性电化学过氧化氢合成性能【封面作品】JACS 日本东北大学李昊&悉尼大学魏力：解析单原子催化剂pH依赖的氧还原性能：从单一到双Sabatier最佳解释
【封面中稿】EES 悉尼大学魏力/陈元团队与日本东北大学李昊团队 基于Co-N-C的非均相分子催化剂用于高效电化学合成双
Angew 华北电力杨维结&日本东北大学李昊：揭示固态储氢性能与美国能源部氢储存目标间的差距：基于数据驱动模型的MgH2脱氢研究
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介绍
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长沙可研易绘信息科技有限公司（简称“可研易绘”）坐落于中国历史文化古城湖南长沙，是一家集论文封面/插图设计、科学动画、作图排版和理论计算与模拟等业务于一体的专业公司。
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