L1₀-FePt/Fe核壳纳米催化剂

磁增强活性10.9倍

通过铁单层壳改变氧吸附构型，结合铁磁交换耦合的自旋钉扎效应，在磁场下解除自旋禁阻，显著提升氧还原动力学。

Mengmeng, Li · Yajing, Liu · 花秀夫 · 吴大转 · 姚立 · Cheng, Zhengdong · 王秀玉

ACS Energy Letters 2026

参数信息

比活性提升倍数

10.9 ×

自旋钉扎比率

70 %

技术优势

吸附构型重构

单原子级铁壳层将O2吸附从垂直顶位转变为平行桥位，降低解离能垒，加快氧还原反应动力学。

自旋禁阻解除

铁磁交换耦合界面在70%自旋钉扎比下诱导自旋选择性翻转，消除三线态O2到单线态H2O的自旋禁阻跃迁。

活性提升10.9倍

在相同条件下，比活性达到商业Pt/C的10.9倍，显著优于现有催化剂。

应用场景

• 燃料电池催化剂：用磁场增强代替纯材料优化，突破燃料电池阴极ORR自旋限制瓶颈。
• 金属空气电池：核壳结构重构氧吸附，有望降低金属空气电池充放电过电位。
• 氧还原电催化：同时调控吸附构型与自旋态，为ORR催化剂设计提供新动力学路线。
• 磁增强催化：利用自旋钉扎实现磁场对电子自旋的选择性翻转，验证磁增强催化实策。