近日，我校儲能科學與工程學院教師朱思遠與新加坡南洋理工大學徐梽川教授團隊合作，在國際頂尖期刊Nature Chemistry上發表題為“Cooperative spin alignment enhances dimerization in the electrochemical ammonia oxidation reaction”的研究論文（DOI: 10.1038/s41557-025-01900-1）。該研究首次揭示了氨氧化制氫反應中自旋協同效應對關鍵二聚過程的調控作用，為氫能高效轉化提供了全新思路。

氨作為重要的氫能載體，具有儲運便捷和能量密度高等優勢，在未來氫能經濟中扮演關鍵角色。然而，在氨直接裂解為氫氣的過程中，氨氧化反應（AOR）面臨反應動力學遲緩的瓶頸。雖然鉑基催化劑能提升活性，但其中間體的二聚路徑與機理長期以來存在爭議，成為制約技術發展的關鍵因素。

為此，研究團隊創新性地設計了多層Co/Pt磁性薄膜催化劑，并引入磁化誘導策略實現表面與中間體的自旋協同排列。實驗結果表明，自旋協同效應能夠顯著降低含氮中間體二聚的反應能壘，從而加快反應速率。結合密度泛函理論計算，該研究進一步揭示了最優反應路徑與磁疇結構對反應活性的精確調控機制。該成果不僅有助于理解氨氧化分解過程反應機理，還為多電子復雜反應體系引入自旋調控開辟了新思路。

氨電解制氫過程反應機理

該研究緊密契合我國可再生能源規模化發展下的制氫戰略需求，對推動高效、低碳的氫能轉化技術具有重大意義。依托儲能科學與工程學院在儲能學科建設與平臺資源的綜合優勢，本成果不僅彰顯了我校在氫能前沿領域的持續創新能力和高水平國際合作實力，也標志著學校在儲能相關方向的研究已達到國際領先水平。

Nature Chemistry作為自然出版集團最具影響力的化學旗艦期刊，以刊載原創性、顛覆性與跨學科研究成果著稱，2024年度期刊影響因子（JIF）達到20.2。本成果的成功發表，標志著我校在氫能研究方向取得了新的重要突破。

編輯：左芳舟