近日，汽车学院张存满教授团队在willy旗下高影响力综合期刊Carbon Energy在线发表了题为“Magnetic field assisted Electrocatalysts: Mechanisms and design strategies”的综述论文。

电催化对于生态和清洁能源应用的进步至关重要，通过提供低成本的创新技术帮助推动未来减少使用化石燃料。尽管电催化过程是环保、可持续的，但电催化必须具有良好的成本效益才能在实际应用中发挥作用。磁场效应应用于电催化是一种创新而吸引人的方法，磁场可以通过多种方式来影响催化材料制备以及电化学反应，并表现出积极的作用，但相关的工作机理有待进一步解析和完善。

 图 1 磁场辅助电催化策略图

在催化剂合成过程中引入磁场，可以显著影响材料的形貌和电子结构。通过磁场辅助合成方法，能够制备出具有特定结构和优异性能的纳米材料。这些材料在电催化反应中表现出优异的催化性能，适用于多种类型的反应体系。磁场的引入改变了成核和生长过程，使材料表现出各向异性特征，优化了催化剂的活性和稳定性。

宏观上，磁场通过提升质量传输（气泡管理和离子传输）等方面，显著增强了电催化性能。磁场通过洛伦兹力促进离子和电荷的传输，改善反应物和产物的扩散效率。此外，磁场还能够与电子自旋状态协同作用，优化反应路径，提高催化效率。磁热效应通过在催化剂表面产生局部加热，也可以显著提高了催化剂的活性和反应效率。

该研究详细探讨了静态和交变磁场在不同强度和方向下对电化学反应的影响。磁场能够显著增强电催化性能，关键在于对磁场参数的精确控制和表征。未来的研究方向和挑战包括深入理解磁场效应、开发高效催化剂、拓展应用范围、提高系统兼容性、探索规模化应用以及跨学科合作和政策支持。通过这些努力，磁场辅助电催化技术有望在未来能源系统中发挥重要作用，为实现可持续能源目标提供重要支持。

该研究主要由同济大学汽车学院张存满教授团队完成，博士研究生孙永文为论文第一作者，吕洪副教授为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金的支持。（史静远）

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.575