6月2日，能源研究院副教授張偉在國際頂級期刊《自然 可持續性》（Nature Sustainability）以Spin crossover-driven diiron electrocatalyst boosts sustainable water oxidation為題發表論文。臺灣大學童敬維與張偉為論文共同第一作者，張偉、香港城市大學曾曉成、臺灣大學陳浩銘為論文共同通訊作者。
在雙碳背景下，可持續電催化CO2還原和水氧化是緩解環境問題的有效途徑。然而，陽極析氧反應（OER）過電位高，能耗大，對稀缺貴金屬依賴性強以及目前對電還原催化劑的性能和機理理解不足等問題限制了其應用。鑒于此，該研究報道了一種活性雙鐵電催化劑[Fe2(μ-O)(μ-OH(L1)2]，其中L1是含氮配體。該催化劑在OER反應中表現出優異的性能，在1.580V下實現20.2s?1的轉換頻率，在10mA cm-2的電流密度下具有184mV的超低過電位，并且在1000h內具有出色穩定性。通過自旋交叉驅動的二聚機制，實現了從單鐵到雙鐵活性構型的轉變，增強了金屬-配體共價性，有助于高效雙活性位點OER催化反應的關鍵中間體O-O的形成，顯著提升了催化活性和穩定性，為高性能OER催化劑的設計提供了新的思路。該研究不僅推進了綠色制氫、動態活性位點演化和自旋態調控的作用，還為可持續電化學CO2還原和綠色析氫領域分子催化劑的設計提供了寶貴的機理見解。該工作凸顯了連接水氧化與CO2利用、邁向碳中和能源體系的統一設計原則。
該項研究成果得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金以及江蘇大學的資助。（能源研究院）
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41893-025-01571-3
