催化材料在多种多样的能量转化过程中起到关键作用，比如大规模制备化学品以及发展先进的可再生能源技术。虽然目前催化剂的研究持续了一个世纪，但是催化剂面临的主要挑战仍然是需要提高催化反应效率和催化剂持久性。人们认识到仅仅从催化剂的晶体结构或者电子结构角度无法打破催化剂的线性标度关系（线性标度关系是设计先进催化剂的金标）。

有鉴于此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所李国伟、Wen Sun、Wei Li等从电子性质对于异相催化剂起到的基本作用进行总结讨论催化剂的设计和开发。

本文要点

（1）

系统的催化剂的分析电荷和自旋作为物理学性质和电化学性质对于控制催化反应效率的作用，并且重点总结讨论施加的外场对于打破线性标度关系的显著作用，说明电子自旋对于设计高性能催化剂的重要作用。

（2）

从电子转移角度对电化学反应进行讨论，深入分析电子的性质（电荷以及自旋）的物理学性质和电化学性质，以及电荷和电子自旋如何与反应物/反应中间体之间产生相互作用，总结了如何通过调控电荷和电子自旋优化电催化反应效率。这篇综述工作最后对自旋催化剂的发展应用前景进行总结讨论，并且对挑战和局限等问题进行讨论。

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Shubin Sun, Yudi Zhang, Xin Shi, Wen Sun, Claudia Felser, Wei Li, Guowei Li, From Charge to Spin: An In‐Depth Exploration of Electron Transfer in Energy Electrocatalysis, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202312524

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202312524