??電催化水氧化一直以來在能量儲存和轉換方面扮演著重要的作用，目前水氧化最大的挑戰(zhàn)仍然是尋找廉價、高效和超穩(wěn)定的催化劑來替代貴金屬基材料如IrOx, RuOx等。Ni(OH)2基材料是電催化水氧化的熱門材料之一。電催化分解水產(chǎn)氧是一個多步驟多電子參與的反應，對催化劑具有高的要求，首先應具備較好的放電能力用于吸附反應液里游離水分子；其次應提供適宜的反應位點用于反應中間體的吸附脫附提供電子供應，即分解水產(chǎn)氧催化劑應至少具備雙反應位點：水的吸附和中間體吸附脫附。

基于上述考慮，劉生忠教授團隊選用高價態(tài)、多外層空軌道的W元素，采用醇熱法對Ni(OH)2進行單原子摻雜來構建水氧化的反應位點。利用球差電鏡、同步輻射以及紫外可見吸收共同驗證了W元素在Ni(OH)2晶格內(nèi)是以單原子的形式存在。W-Ni(OH)2催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化產(chǎn)氧活性，實現(xiàn)了在10 mA cm-2電流條件下的237mV的過電位，且在高電位80mA cm-2電流條件下，其過電位為267mV。且該催化劑表現(xiàn)出了可觀的穩(wěn)定性。團隊也結合理論計算驗證了單原子存在的W位點對水氧化的中間體O-O耦合等步驟具有降低反應過電位的能力。相關研究結果以我校為第一署名單位發(fā)表在在國際綜合性期刊《Nature Communications》上。第一作者閆俊青副教授，碩士生孔令巧和蘇州大學博士生紀玉金為論文并列一作。劉生忠教授、蘇州大學李有勇教授以及澳大利亞紐卡索大學馬天翼博士為論文共同通訊作者。

該研究工作得到中國國家重點研究與發(fā)展計劃、中央高?；A研究基金、國家自然科學基金項目、111項目、長江學者創(chuàng)新團隊等項目的資助。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09845-z。

近年來，劉生忠教授團隊在分解水方面已發(fā)表多篇高層次論文，如：

黑磷量子點用于光催化分解水：

Kong et al. Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1800668

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201800668

MoS2/C3N4異質(zhì)結用于光催化分解水

Bian et al. Small  2018, 14, 1703003

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201703003

氮摻雜用于促進MoO2分解水產(chǎn)氫

Yan et al. J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 12532

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/ta/c8ta03638a

P摻雜用于促進分解水產(chǎn)氫

Li et al. Small 2017, 13, 1700441

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201700441