氢气具有热值高、清洁、可再生等优点，被誉为21世纪解决能源危机的“终极能源”。相对于以化石能源为基础的传统制氢方式，利用可再生能源（如太阳能、风能等）驱动的电化学技术，直接分解水制氢被认为是未来通向“绿氢经济”的最佳途径。其中，直接海水电解因无需依赖淡水资源成为理想的绿色制氢方式之一，但高成本以及海水腐蚀带来的催化剂失活已成为制约其发展的主要瓶颈。从海水分解反应的本质来说，阳极析氧反应（OER）面临高的热力学能垒、缓慢的动力学过程、产物O2价值低以及析氯反应所带来的催化剂失活和法拉第效率低等问题。因此，如何降低阳极的氧化能垒，并实现氧的综合利用是加速阴极析氢（HER），提升电解水制氢技术降本增效的关键。
在阳极OER过程中，往往会伴随多种活性氧物种（如*OH、*O和*OOH）的产生，这些活性氧物种被公认为是传统热催化有机物氧化反应中的关键活性成分。因此，以电解水过程中产生的活性氧为基础，将阳极OER过程替换为重要的有机分子氧化反应，不仅可以实现高附加值化学品的绿色合成，而且有望降低氧化过电位，提高制氢效率，从而破解电解水制氢降本增效的难题。
        近日，中国科学院理化所光化学转换与合成中心陈勇研究员团队提出电化学重整废弃PET塑料耦合海水制氢策略，通过设计Pd-CuCo2O4复合电催化剂，可以高选择性的将废弃PET重整为高附加值的乙醇酸。机理研究结果表明增强催化剂表面OH-物种的吸附，不仅可以提高催化活性，同时可以在催化剂表面形成阴离子层来排斥氯离子，提高催化剂稳定性。在模拟海水环境中，该体系可以在1.6A的工业电流下稳定运行超过100小时。

        相关研究成果以Energy-saving Hydrogen Production by Seawater Splitting Coupled with PET Plastic Upcycling为题发表于Advanced Energy Materials上。论文的第一作者为理化所博士研究生刘柯晟，通讯作者为陈勇研究员和理化所特别研究助理刘福来博士。特别感谢香港大学Edmund C. M. Tse教授在理论计算方面提供的指导和帮助。研究工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院-香港大学新材料联合实验室基金以及中国博士后科学基金等资助项目的资助。
        文章链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202304065

2019自然科学基金面上项目-黑磷基异质结的可控制备及光催化全分解水研究
批准号        21971250       
学科分类        过渡金属元素化学 ( B010102 )
项目负责人        陈勇
依托单位        中国科学院理化技术研究所
资助金额        66.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

报 告 ：金属磷化物光/电催化分解水

报 告 人：陈勇研究员，中国科学院理化技术研究所

时    间：2018年5月25日（周五） 下午15: 00

地    点：国家纳米科学中心南楼三层会议室

邀 请 人：朴玲钰 研究员

报告摘要：

   将太阳能转化为化学能是解决能源危机和环境问题的有效途径，其中开发廉价、高效、稳定的催化剂已经成为研究热点之一。过渡金属磷化物具有半金属特性，在酸碱环境中稳定，同时也有很好的光、热稳定性，是继过渡金属碳化物和过渡金属氮化物之后出现的一类新型催化材料，被誉为“准铂催化剂”。我们围绕铁、钴、镍、铜等金属磷化物，系统研究了它们在：(1) 光催化分解水产氢；(2) 电催化水氧化；(3) 氨硼烷水解放氢等方面的应用。

报告人简介：

陈勇，中国科学院理化技术研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师。2002年毕业于西南师范大学化学化工学院，获理学学士学位；2007年在中国科学院理化技术研究所获有机化学专业博士学位；2007年至2011年在香港大学化学系支志明院士实验室从事博士后研究。2011年回中国科学院理化技术研究所工作，2012年入选中国科学院“百人计划”，2013年获中国科学院“百人计划”择优支持。主要从事过渡金属配合物的光物理和光化学性质、超分子自组装以及光电功能材料方面的研究。先后承担多项国家自然基金委、科技部、中科院战略先导专项、香港裘搓基金等研究课题和子课题。近年来在金属配合物的设计合成、金属配合物激发态性质调控、光催化太阳能转换等领域已发表包括Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Chem. Sci., Joule在内的学术论文70余篇，研究结果曾被Nature China以研究亮点报道。

中科院理化所光化学转换与合成研究中心陈勇研究员在磷光金属配合物超分子组装研究取得新进展

高发光量子产率的白光材料对于发展低成本固态发光显示技术非常重要。将发光互补的材料物理混合和将发光互补的化合物嵌入到有机聚合物或者金属有机框架结构中是常见的构筑白光材料的方法，但这些方法存在相分离和制备复杂导致低效率和高成本等问题，因此开发新型、高效、单相的白光材料体系具有重要价值。

金(I)卡宾双盐超分子聚集体发光性质调控示意图

近日，中科院理化所光化学转换与合成研究中心陈勇研究员与南方科技大学化学系陆为教授合作，利用超分子组装的方法构筑了一系列强发光的金(I)卡宾双盐超分子聚集体。

通过系统改变阴离子和阳离子的电子结构，利用阴离子到阳离子电荷转移跃迁(anion-to-cation charge transfer transition)对金属–金属间相互作用产生的dσ*pσ跃迁激发态进行调控，实现了金(I)卡宾双盐超分子聚集体发光从蓝光、绿光、红光到近红外光的全覆盖；通过多种阳离子和阴离子共组装或者分步组装（外延生长）的方法，实现了精确调控金(I)卡宾双盐自组装材料的CIE坐标，获得了强磷光发射的白光材料，发光量子产率达到73%。

相关研究结果发表在Angewandte Chemie International Edition上，文章第一作者是中科院理化所博士研究生刘琪。

相关研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项（B类）、科技部国家重点基础研究计划、国家自然科学基金委面上项目的大力支持。