中心熊昆研究员团队与重庆大学李莉教授团队合作,以重庆工商大学为第一署名单位,在国际知名期刊《Nano Research》发表催化有机小分子电氧化耦合低能耗制氢领域的高水平论文,系统总结了催化有机小分子电氧化替代传统析氧反应(OER)的反应机制、催化剂设计策略和近年来研究进展。

在“双碳”目标和新型能源体系建设背景下,“源网荷储一体化”成为提升可再生能源消纳能力和能源系统运行效率的重要路径。电解水制氢作为连接绿色电力与化学能源转化的关键环节,但传统水电解OER动力学缓慢、能耗高等瓶颈。因此,以废油衍生的有机小分子氧化反应替代析氧反应,在降低制氢能耗的同时实现有机资源高值转化,有望构建“绿色电力消纳—低能耗制氢—高值化学品联产”的协同模式,为“双碳”目标下能源与资源的高效利用提供新的技术思路。
该论文聚焦混合水电解领域,系统梳理了尿素、肼、氨、醇类以及废弃生物质平台分子等有机小分子氧化反应,重点讨论了不同体系的反应路径、关键中间体、催化剂构效关系及性能调控策略。论文从“降低制氢能耗—提升产物价值—协同污染治理”的角度,总结了有机小分子电氧化替代OER在能源、环境与经济效益方面的协同优势,并对高选择性催化、机器学习辅助催化剂筛选、复杂原料适应性、长期稳定性及工程放大等关键问题进行了展望。

该成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及重庆市自然科学基金重点项目的资助。
《Nano Research》2008年创刊,是由清华大学 和中国化学会 共同主办的高水平国际学术期刊,入选“中国科技期刊卓越行动计划一期”领军期刊项目。该刊为中科院一区TOP期刊,2026年影响因子为9.396,主要发表纳米研究领域的世界一流原创性研究论文和综述论文。
图文/熊昆,一审/肖夏,二审/蒋光明