磁化促进了磁性催化剂对析氧反应(OER)的活性,这一点引起了人们的极大关注,但仍然是一个谜,即增量来自何处。铁磁性材料的磁化只改变其磁畴结构。它并不直接改变材料中未配对电子的自旋方向。令人困惑的是,每个磁畴都是一个小磁体,理论上自旋极化促进的OER已经发生在这些磁畴上,因此,增强应该是在没有磁化的情况下实现。鉴于此,新加坡南洋理工大学徐梽川等证明了磁化后的增强来自消失的域壁。
本文要点:
(1)磁化导致了磁畴结构的演变,从一个多域结构到一个单域结构,其中域壁消失了。由磁畴壁占据的表面被重新格式化为一个单磁畴,在这个单磁畴上,OER遵循自旋促进的路径,因此电极上的整体增量发生。
(2)这项研究填补了理解自旋极化OER的空白,并进一步解释了可以通过磁化获得增量的铁磁性催化剂的类型。
Ren, X., Wu, T., Gong, Z. et al. The origin of magnetization-caused increment in water oxidation. Nat Commun 14, 2482 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-38212-2
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38212-2