因應全球能源轉型與永續發展需求，氫能被視為未來重要清潔能源來源，而高效水分解製氫關鍵技術與瓶頸，是如何提升氧氣演化反應（Oxygen Evolution Reaction, OER）速率與效率(因多電子傳輸過程中動力學緩慢)。
近年 “自旋磁效應”作為一種提高OER活性機制廣泛受到重視與預期，然而其微觀(原子)尺度催化機制尚未完全明確揭示，尤其在反應過程中對催化劑電子自旋態原位/臨場實驗觀測-極俱挑戰。
近日，本校淡江大學物理系特聘講座教授 彭維鋒團隊，台灣大學材料系教授陳俊維團隊及國家同步輻射研究中心科學團隊等共同合作，在國際相關研究-原位/臨場觀測OER自旋磁效應：首次利用同步輻射X射線發射（XES）與吸收光譜（XAS），施加磁埸條件下，量測尖晶石材料- CoFe₂O₄（CFO）催化劑在OER條件中Fe與 Co原子其電子自旋態演化。論文明確說明: 自旋電子轉移路徑, 定量Fe/Co電子結構與催化關聯性, 理論模擬(DFT)符合實驗結果-支持自旋有序結構增強電子耦合，提高OER催化效率。成果發表於國際頂尖期刊 Journal of the American Chemical Society (JACS) (IF:14.4)，此期刊為美國化學學會所發行Q1期刊，具有150年歷史，在物理與化學相關領域被國際公認頂尖且具有代表性科研期刊。
本研究選用具備磁性的鈷鐵氧化物（CoFe₂O₄）作為催化材料，並首次應用台灣同步輻射研究中心TPS 44A光束線與在日本同步輻射設施SPring-8台灣建置的BL12XU光束線，搭配原位X光吸收光譜（XAS）與X光發射光譜（XES）技術，於電化學反應條件下即時量測材料內部的自旋態變化。研究發現，在施加外加磁場後，催化劑中的鐵與鈷原子電子自旋排列趨於有序，進而促進電子的自旋選擇性轉移，顯著提升氧氣生成反應效率。此發現不僅證實磁場能有效調控催化材料內部電子行為，亦首次提供原子層級實驗證據，說明磁性與催化活性之間的密切關聯，為設計新一代高效、低能耗催化材料提供可行方向。