电催化分解水是一种很有前景的清洁制氢方法，但由于电子转移过程的自旋依赖性，阳极析氧反应oxygen evolution reaction (OER) 缓慢动力学阻碍了该过程的进行。基于手性和磁化，控制自旋的研究，已经显示出了增强极析氧反应OER性能的潜力。
今日，德国 马克斯普朗克固体化学物理研究所（Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids）Xia Wang, Claudia Felser等，以色列 魏茨曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）Qun Yang，Binghai Yan等，在Nature Energy上发文，利用拓扑手性半金属（RhSi，RhSn和RhBiS）潜力及其自旋极化的费米面，以促进析氧反应OER中的自旋相关电子转移，解决了传统的火山图限制。研究发现，析氧反应OER活性遵循RhSi < RhSn < RhBiS趋势，对应于自旋-轨道耦合 spin–orbit coupling (SOC)程度的增加。在碱性电解质中，手性单晶的性能优于非手性单晶（RhTe2, RhTe和RuO2），其中 RhBiS活性比RuO2高两个数量级。这项研究表明，在自旋相关催化中，手性和自旋态的关键作用，促进了超高效手性催化剂的设计。![]()
Topological semimetals with intrinsic chirality as spin-controlling electrocatalysts for the oxygen evolution reaction. 具有本征手性的拓扑半金属，成为氧析出反应的自旋控制电催化剂。![]()
图1:RhSi, RhSn 和RhBiS的晶体和电子结构手性。
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图2: 电催化析氧反应oxygen evolution reaction，OER活性。
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图3:标准化析氧反应OER活性和选择性。
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图4: 手性晶体中的自旋极化机制。
Wang, X., Yang, Q., Singh, S. et al. Topological semimetals with intrinsic chirality as spin-controlling electrocatalysts for the oxygen evolution reaction. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01674-9https://www.nature.com/articles/s41560-024-01674-9声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
