近日，理学院高效能量转换材料与技术创新团队在材料领域国际知名期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子：19.0）发表题为“Modulating Local Electron Spin-State at Co Site Through Ru-O-Co Configuration for Efficient Triplet Oxygen Conversion”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202530335）。我校为该研究成果的第一完成单位，理学院肖卫平副教授和硕士研究生张玉为论文的共同第一作者，肖卫平副教授和团队带头人杨小飞教授为论文的共同通讯作者。
发展具有高能量密度、环境友好、成本低廉、安全性高等优点的锌空气电池是应对化石能源危机、推动绿色低碳转型和构建新型能源体系的重要途径。然而，锌空气电池的实际应用受限于其空气电极上氧还原及析氧反应动力学缓慢、催化活性与稳定性差等关键科学和技术问题，亟需开发高效稳定的双功能氧电催化剂。本研究以羟基氧化钴（S-CoOOH）为基体，首次提出非磁性元素 Ru 掺杂的创新策略，通过构筑 Co–O–Ru 共价键实现自旋极化通道调控，从而诱导 Co 位点由 S-CoOOH 的中自旋态转变为S-CoOOH-Ru的高自旋态。研究结果表明：高自旋构型的S-CoOOH-Ru展示出显著提升的氧还原/析氧双功能催化活性，其氧还原反应半波电位与电流密度为10 mAcm-2时析氧反应过电位之差仅为 0.67 V，性能优于多数同类催化剂。密度泛函理论计算表明：高自旋Co3+与Ru 活性位点的协同效应有效降低反应中间体（*OH→*O→*OOH）的能垒，加快反应动力学进程，进而提升整体催化性能。本工作不仅揭示了非磁性元素对活性中心自旋态的远程调控机制，更为先进氧电催化剂的自旋工程设计提供了新思路。
该研究工作得到国家自然科学基金项目的经费资助以及南京林业大学现代分析测试中心的仪器设备支持。
