众所周知，析氧反应（OER）的缓慢反应动力学限制了电解制氢的效率。表面重构铁磁(FM)催化剂在FM/羟基氧化物界面具有自旋钉扎效应，可以促进与自旋相关的OER动力学。然而，在实际应用中，电解槽是在高温下运行，这可能会扰乱FM催化剂的自旋取向，进而限制其性能。因此，为了在实际应用中充分利用FM OER催化剂的自旋选择性电子转移性能，需要其具有高居里温度。

近日，南洋理工大学徐梽川教授报道了开发了一种具有高OER活性的重构核/壳结构的SmCo₅/CoO_xH_y 催化剂，该催化剂可耐高温。

文章要点

1）SmCo₅颗粒在0.1 M中性KCl电解液中经历20个循环伏安（CV）循环的预处理过程，以形成具有OER活性的SmCo₅/CoO_xH_y核/壳颗粒。

2）SmCo₅/CoO_xH_y催化剂的界面自旋由于自旋钉扎效应而部分极化，并可通过磁化过程进一步取向。这种极化的界面自旋促进了自旋选择性电子转移，并在高pH下借助自由基效应促进了三重态氧的生成，从而获得了优异的OER性能。此外，磁化SmCo₅/CoO_xH_y的OER性能的改善在60℃以下仍保持不变，这表明极化的界面自旋在此温度下保持其取向。

3）这一独特的性能使优化后的SmCo₅/CoO_xH_y成为设计磁场耦合碱性水电解槽的潜在OER催化剂候选者。未来在这方面的工作将集中于在保持自旋钉扎效应的同时进一步提高温度。一种可能的方法是通过引入其他阳离子来改变羟基氧化层的磁性，形成(Co_xM_1-x)O_xH_y，从而产生具有较强自旋钉扎效应的FM/AFM界面。

参考文献

Riccardo Ruixi Chen, et al, SmCo₅ with a reconstructed oxyhydroxide surface for spin-selective water oxidation under elevated temperature, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202109065

https://doi.org/10.1002/anie.202109065