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在Li-O₂電池中，三重態O₂和單重態Li₂O₂之間的電子轉移與自旋有關，但是這種電子轉移與自旋之間的關系仍被忽略。但是，不損失相信息的情況的自旋守恒（spin-conserved）電子轉移應該能夠實現快速電子轉移動力學，而且降低電子轉移的能壘。

有鑒于此，南京大學周豪慎教授、郭少華教授等報道完全暴露的PtFe團簇之間的Fe和Pt原子之間鐵磁自旋交換，過濾Fe-Fe位點的自旋守恒電子轉移，能夠在Li-O₂電池中實現自旋選擇催化。

本文要點：

（1）

實驗測試與理論計算預測的結果相符，實現了顯著促進O₂/Li₂O₂氧化還原反應動力學，因此相比于沒有自旋選擇性的Fe簇，顯著降低決速步驟的弛豫時間（實現多個數量級的變化）。

（2）

組裝的LOB電池在100 mA g^-1實現了89.6 %的超高能量轉換效率，充放電的過電勢僅為0.32 V。這項工作為O₂/Li₂O₂氧化還原反應的自旋選擇機理提供新見解，實現了在原子尺度構筑自旋催化劑。

參考文獻

Yuan Rao, Jiawei Yang, Jiaming Tian, Wenjie Ning, Shaohua Guo, Haoshen Zhou, The Spin-Selective Channels in Fully-Exposed PtFe Clusters Enable Fast Cathodic Kinetics of Li-O₂ Battery, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202418893

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418893