昆士兰科技大学寇良志教授联手波多黎各大学陈中方教授CSR综述：自旋极化与化学催化：已知机制、有效策略与未来方向

本文是一篇关于自旋极化在化学催化中应用的综述。背景方面，传统催化理论基于吸附能、d带中心等电子结构描述符，但忽略了电子自旋这一内禀量子属性，而自旋极化在过渡金属和磁性催化剂中可能显著影响催化性能。研究目的旨在系统梳理自旋极化如何作为显式机理变量调控催化过程，并总结其作用机制、应用策略与未来方向。结论指出，自旋极化通过四种核心机制影响催化：自旋极化d带中心调控吸附强度、eg轨道占据影响成键、光生载流子分离与传输、以及自旋过滤实现自旋选择性电子转移。这些机制已在HER、OER、ORR、CO2RR、合成氨和CO氧化等反应中得到应用。当前自旋催化面临识别真实条件下活性位点自旋态、区分自旋效应与其他因素耦合贡献、建立普适性自旋描述符等挑战。未来需发展原位与operando表征技术、拓展多电子转移体系研究，并利用人工智能和机器学习加速催化剂筛选。本文为理解自旋极化在催化中的角色提供了全面框架，有望推动新型催化剂的设计。