近日，我校材料科学与工程学院包金小教授、稀土产业学院（稀土工程技术学院）蔡长焜副教授及其研究团队在固体氧化物电池领域取得重要突破。研究团队首次提出“晶格畸变驱动Fe基电极自旋态调控”的新机制，成功实现了稀土Fe基双钙钛矿材料SmBaFe2O5+δ的电子结构精准优化，显著提升了可逆质子导体固体氧化物电池（R-PSOCs）空气电极的ORR/OER双向氧电催化性能。相关成果发表于国际能源材料顶级学术期刊《Advanced Energy Materials》（《先进能源材料》，CiteScore=40.7，Impact Factor=26.0），1277星际电子游戏为唯一通讯单位，朱亚宁和谢满意博士为文章共同第一作者。

当前，全球能源体系正加速向低碳化、清洁化和氢能化转型。作为兼具发电与制氢双模式的先进能源转化技术，可逆质子导体固体氧化物电池（R-PSOCs）在构建未来氢能体系和可再生能源利用中具有重要战略价值。然而，传统稀土铁基空气电极虽然具备资源丰富、成本低等优势，但其催化活性不足、动力学迟缓，始终是制约R-PSOCs走向规模化应用的核心技术瓶颈。

针对这一难题，研究团队依托稀土双钙钛矿体系的独特结构调控潜力，创新性地将Zn2+引入稀土铁基双钙钛矿结构。Zn离子与Fe离子半径差异所产生的局域晶格畸变，成功驱动Fe3+由高自旋态向低自旋态转变，首次实现了稀土Fe基电极自旋态的有效调控。结果表明，改性电极在700℃下实现了0.95 W·cm-2的峰值功率密度（PCFC模式）和1.69 A·cm-2的电解电流密度（PCEC模式），并展现出优异的运行稳定性和抗铬中毒能力，整体性能达到国际同类研究的领先水平。这一原创机制突破了长期困扰稀土铁基电极催化性能瓶颈的科学难题，为构建无钴、低成本、高稳定性的稀土能源电极材料开辟了全新路径，标志着我校在稀土能源材料领域取得了具有原创性意义的重要进展。

以上工作得到了国家自然科学基金、内蒙古自治区高校创新科研团队、内蒙古自治区自然科学基金、内蒙古自治区高等教育碳达峰碳中和研究项目等支持。

论文标题：Lattice Distortion Driven Spin-State Engineering in Fe-BasedElectrodes for High-Performance ReversibleProton-Conducting Solid Oxide Cells

论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202505004