香港大学郭正晓院士等Advanced Science综述：小分子氧化助力节能制氢研究进展

缓慢的氧气析出反应（OER）速率是影响电催化水分解制氢（HER）效率的重要因素。而选择电位较低且具有高附加值的氧化反应代替OER可解决制氢槽电压和电耗过高的问题。

鉴于此，香港大学郭正晓院士与合作者综述了基于热力学有利的小分子氧化反应的电解水制氢耦合体系。介绍了电解水耦合体系发展历程、催化剂结构设计、小分子底物选择、小分子选择性氧化机理以及耦合体系面临的挑战解决方案，为电解水制氢、电合成高附加值产品以及废水高效降解的节能过程提供一定参考。

要点1. 分析了催化剂电子调控（原子掺杂、缺陷工程、异质结构）和形貌工程在小分子选择性氧化的构效关系。

要点2. 总结了电解水耦合体系中阳极小分子氧化反应种类的设计，以及自供电和双极制氢耦合体系。

要点3. 最后，对于目前电解水耦合体系面临的挑战和未来发展趋势进行了总结，有助于指导高效电解水耦合体系的构建和应用。

Recent Advances and Perspectives on Coupled Water Electrolysis for Energy-Saving Hydrogen Production Jiachen Li, Yuqiang Ma, Xiaogang Mu, Xuanjun Wang, Yang Li*, Haixia Ma*, and Zhengxiao Guo*

DOI: 10.1002/advs.202411964

https://doi.org/10.1002/advs.202411964

郭正晓，香港大学理学院化学系与工学院机械工程系双聘讲座教授，伦敦大学学院（University College London）荣誉教授，欧洲科学院院士（Academia Europaea）。长期从事能源与环境应用方向的功能纳米材料（MOFs、COFs、二维材料、多级孔材料等）,“热-电-光”关联催化，以及化学装置的设计与制备。已主持/参与英-中，欧-中，欧盟，英-美等联合创新项目30多项。曾荣获化学工业协会（SCI, 皇家化学学会（RSC）和英国材料学会（IoM3）联合颁发的贝尔比奖，多次入选科睿唯安度全球“高被引科学家”。以通讯作者身份在Nat. Energy，Nat. Commun.，Energy Environ. Sci.，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv.（Energy，Functional）Mater., Nano Letters, PRL等刊物发表论文300余篇（被引用30,000余次，H=81）.

李嘉辰，西北大学化工学院副教授。入选人社部“香江学者”、陕西省青年科技新星。主要从事含氮有机小分子高值转化和电解水制氢研究。近年来以第一/通讯作者在SCI期刊Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、ACS Catalysis、Chemical Engineering Journal等发表论文，其中ESI高被引论文1篇。主持国家自然科学基金、香江学者计划项目、陕西省创新人才推进计划-青年科技新星项目、陕西省重点研发计划等。

鉴于目前在研项目有香港研究资助局、香港创新科技署Innov@HK和UGC-TRS (Theme-Based Research)和香港大学的鼎力支持，郭正晓院士课题组致力于“理论计算，机器学习和实验开拓” 有效生成式结合的创新科研机制，长期招聘基础知识扎实、创新能力强、合作精神优秀的研究助理教授、博士后和博士生，方向不限于生物质/HER/OER/ORR/CO2RR/甲烷氧化等清洁能源的转换与储存。详情请见：https://zxguo.hku.hk/。

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