??電催化水氧化一直以來在能量儲存和轉(zhuǎn)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(yīng)，對催化劑具有高的要求，首先應(yīng)具備較好的放電能力用于吸附反應(yīng)液里游離水分子；其次應(yīng)提供適宜的反應(yīng)位點用于反應(yīng)中間體的吸附脫附提供電子供應(yīng)，即分解水產(chǎn)氧催化劑應(yīng)至少具備雙反應(yīng)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(gòu)建水氧化的反應(yīng)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(jié)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(yīng)過電位的能力。相關(guān)研究結(jié)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(xué)博士生紀(jì)玉金為論文并列一作。劉生忠教授、蘇州大學(xué)李有勇教授以及澳大利亞紐卡索大學(xué)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(chǔ)研究基金、國家自然科學(xué)基金項目、111項目、長江學(xué)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(jié)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