本站讯（通讯员 刘晓聪）水是绿色、廉价、安全的氢/氧载体。电催化水分解会产生高活性氢（H*）/氧（OH*、O*、OOH*）中间体，利用原位产生的活性氢/氧中间体与有机物反应，可在常温常压下实现有机物的氢化和氧化。该策略可避免传统方法因使用氢气/氧气及其它昂贵或难处理的氢/氧化试剂带来的环境、安全和成本问题，为高值、精细化学品的合成提供了一种绿色、温和、高效、安全和原子经济性的方法，对助力实现“双碳”目标的具有重要意义。当前，水相绿色电合成已成为前沿研究领域。
近日，在Nature系列大子刊《Nature Reviews Chemistry》（影响因子34.571）上刊出了以天津大学英才副教授刘翠波为第一作者、天津大学分子+研究院为第一单位的水相绿色电合成指导性综述，以“水为氢/氧源的电催化有机氢/氧化反应”为题，详细阐述了涉水电催化氢/氧化反应的常用电极类型、原位/准原位表征技术、性能评价标准、电极设计原则、微环境调控规律及阴阳成对反应的匹配原理，同时深刻展望了该热点研究领域的未来发展趋势。这不仅为设计高效电催化剂和催化体系提供了指导，而且为传统以“试错”法筛选电极和体系提供了借鉴，同时也将为从事水相电化学氢/氧化反应的初学者提供基础（图1）。
图1以水为氢/氧源的电催化氢/氧化反应
此外，鉴于课题组的系统研究工作，还受邀在化学顶刊个人进展综述《Accounts of Chemical Research》上撰写综述论文，系统总结课题组在以水为氢/氘源的电催化有机氢/氘化反应上的研究进展。
相关研究工作得到了国家重点研发计划项目（2023YFA1507400）和国家自然科学基金青年基金项目（22001192）及面上项目（22371205、22271213、21871206）的支持。
论文详情：
1.Cuibo Liu, Fanpeng Chen, Bo-Hang Zhao, Yongmeng Wu, Bin Zhang*. Electrochemical Hydrogenation and Oxidationof Organic Species involving Water.Nat. Rev. Chem.2024,
https://doi.org/10.1038/s41570-024-00589-z
2.Cuibo Liu, Yongmeng Wu, Bohang Zhao, Bin Zhang*. Designed Nanomaterials for Electrocatalytic Organic Hydrogenation using Water as the Hydrogen Source.Acc. Chem. Res.2023,56(13), 1872–1883,
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.3c00192
刘翠波，天津大学“北洋学者英才计划”副教授，特聘研究员，博士生导师。2020年6月入职天津大学，主要研究方向是以重水为氘源的电催化氘代合成化学。近五年，以一作和通讯作者（含共同）在Nat. Rev. Chem.、Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.、Sci. Adv.、Nat. Commun.（4）、Angew. Chem. Int. Ed.（5）、Adv. Mater.（2）、Natl. Sci. Rev.、ACS Catal.（3）、CCSChem.等期刊发表论文50余篇。以合作者在Nat. Sustain.、Nat. Catal.等期刊发表论文多篇。主持国家自然科学基金青年基金和面上项目，参与国家重点研发计划子课题。入选2023年度“全球前2%顶尖科学家榜单”。获2023年度天津市自然科学一等奖（排名第三）及2023年度天津大学自然科学类科技创新奖二等奖（排名第四）。担任Materials、Current Alternative Energy和International Journal of Green Technology等期刊的编委及Nat. Catal.、Nat.Commun.等期刊的审稿人。
（编辑 刘延俊 段智馨）
