6月2日，能源研究院副教授张伟在国际顶级期刊《自然 可持续性》（Nature Sustainability）以Spin crossover-driven diiron electrocatalyst boosts sustainable water oxidation为题发表论文。台湾大学童敬维与张伟为论文共同第一作者，张伟、香港城市大学曾晓成、台湾大学陈浩铭为论文共同通讯作者。

在双碳背景下，可持续电催化CO₂还原和水氧化是缓解环境问题的有效途径。然而，阳极析氧反应（OER）过电位高，能耗大，对稀缺贵金属依赖性强以及目前对电还原催化剂的性能和机理理解不足等问题限制了其应用。鉴于此，该研究报道了一种活性双铁电催化剂[Fe2(µ-O)(µ-OH(L1)2]，其中L1是含氮配体。该催化剂在OER反应中表现出优异的性能，在1.580V下实现20.2s−1的转换频率，在10mA cm-2的电流密度下具有184mV的超低过电位，并且在1000h内具有出色稳定性。通过自旋交叉驱动的二聚机制，实现了从单铁到双铁活性构型的转变，增强了金属-配体共价性，有助于高效双活性位点OER催化反应的关键中间体O-O的形成，显著提升了催化活性和稳定性，为高性能OER催化剂的设计提供了新的思路。该研究不仅推进了绿色制氢、动态活性位点演化和自旋态调控的作用，还为可持续电化学CO₂还原和绿色析氢领域分子催化剂的设计提供了宝贵的机理见解。该工作凸显了连接水氧化与CO₂利用、迈向碳中和能源体系的统一设计原则。

该项研究成果得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金以及江苏大学的资助。（能源研究院）

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41893-025-01571-3