作为催化描述符的电子自旋矩：支持在C2N上的铁单原子催化剂

过渡金属基化合物的电催化活性与自旋状态密切相关。然而，连接自旋与催化活性之间的基本关系仍不清楚。在此，我们对在C2N上支持的铁单原子催化的氧还原反应（ORR）进行了密度泛函理论计算，以揭示这一关系。结果发现，由于分子催化剂的吸附导致的铁和氧气的电子自旋矩变化与从铁到氧气的电子转移量成比例，这促进了C2N–Fe的催化活性以驱动ORR。催化活性与自旋矩变化之间的近线性关系表明，电子自旋矩是基于铁单原子的催化剂的一个有前景的催化描述符。根据揭示的关系，通过合理操控自旋状态，C2N–Fe上的ORR势垒调节至最低为0.10 eV。由此，这些发现为催化活性与自旋之间的关系提供了重要见解，为设计过渡金属单原子催化剂提供了新策略。