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催化材料在多種多樣的能量轉化過程中起到關鍵作用，比如大規模制備化學品以及發展先進的可再生能源技術。雖然目前催化劑的研究持續了一個世紀，但是催化劑面臨的主要挑戰仍然是需要提高催化反應效率和催化劑持久性。人們認識到僅僅從催化劑的晶體結構或者電子結構角度無法打破催化劑的線性標度關系（線性標度關系是設計先進催化劑的金標）。

有鑒于此，中國科學院寧波材料技術與工程研究所李國偉、Wen Sun、Wei Li等從電子性質對于異相催化劑起到的基本作用進行總結討論催化劑的設計和開發。

本文要點

（1）

系統的催化劑的分析電荷和自旋作為物理學性質和電化學性質對于控制催化反應效率的作用，并且重點總結討論施加的外場對于打破線性標度關系的顯著作用，說明電子自旋對于設計高性能催化劑的重要作用。

（2）

從電子轉移角度對電化學反應進行討論，深入分析電子的性質（電荷以及自旋）的物理學性質和電化學性質，以及電荷和電子自旋如何與反應物/反應中間體之間產生相互作用，總結了如何通過調控電荷和電子自旋優化電催化反應效率。這篇綜述工作最后對自旋催化劑的發展應用前景進行總結討論，并且對挑戰和局限等問題進行討論。

參考文獻

Shubin Sun, Yudi Zhang, Xin Shi, Wen Sun, Claudia Felser, Wei Li, Guowei Li, From Charge to Spin: An In‐Depth Exploration of Electron Transfer in Energy Electrocatalysis, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202312524

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202312524